DE102016216238A1 - Drive circuit for an electrical machine - Google Patents

Abstract

Es wird eine Schaltung (100) zur Steuerung eines Erregerstroms (131) für eine Erregerwicklung (130) einer elektrischen Maschine beschrieben. Die Schaltung (100) umfasst einen ersten Schleifkontakt (132) und einen zweiten Schleifkontakt (132) zur Kontaktierung von zwei unterschiedlichen Enden der Erregerwicklung (130). Des Weiteren umfasst die Schaltung (100) eine Freilauf-Diode (104), die den zweiten Schleifkontakt (132) in Durchlassrichtung mit einem ersten Potential (101) eines Versorgungsnetzes koppelt. Außerdem umfasst die Schaltung (100) einen Strom-Schalter (120), der eingerichtet ist, den zweiten Schleifkontakt (132) über einen Mess-Widerstand (134) mit einem zweiten Potential (102) des Versorgungsnetzes zu koppeln. Die Schaltung (100) umfasst weiter eine Messeinheit (135), die eingerichtet ist, auf Basis eines Spannungs-Abfalls an dem Mess-Widerstand (134) ein Erregerstrom-Messsignal (136) bereitzustellen. Die Schaltung (100) umfasst außerdem eine Steuereinheit (202), die eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Erregerstrom-Messsignal (136) ein Strom-Schalter-Steuersignal (124) zu ermitteln, sowie eine Treiber-Schaltung (127), die eingerichtet ist, auf Basis des Strom-Schalter-Steuersignals (124) ein Gate-Potential an dem Gate des Strom-Schalters (120) zu erzeugen.A circuit (100) for controlling an exciter current (131) for an exciter winding (130) of an electrical machine is described. The circuit (100) comprises a first sliding contact (132) and a second sliding contact (132) for contacting two different ends of the field winding (130). Furthermore, the circuit (100) comprises a free-wheeling diode (104) which couples the second sliding contact (132) in the forward direction to a first potential (101) of a supply network. In addition, the circuit (100) comprises a current switch (120) which is arranged to couple the second sliding contact (132) via a measuring resistor (134) to a second potential (102) of the supply network. The circuit (100) further comprises a measuring unit (135) which is set up to provide an exciting current measuring signal (136) based on a voltage drop across the measuring resistor (134). The circuit (100) further comprises a control unit (202) arranged to detect a current switch control signal (124) in response to the excitation current measurement signal (136) and a driver circuit (127) arranged is to generate a gate potential at the gate of the current switch (120) based on the current switch control signal (124).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansteuer-Schaltung zur Steuerung bzw. Regelung des Erregerstroms durch eine Erregerwicklung einer fremderregten elektrischen Maschine, insbesondere einer fremderregten Synchronmaschine. The invention relates to a drive circuit for controlling or regulating the excitation current through a field winding of a foreign-excited electric machine, in particular a separately excited synchronous machine.

Eine Ansteuer-Schaltung zur Steuerung bzw. Regelung des Erregerstroms einer elektrischen Maschine umfasst typischerweise ein oder mehrere Schalter, die eingerichtet sind, den Erregerstrom durch eine Erregerwicklung der elektrischen Maschine zu ermöglichen oder zu blockieren. Der Erregerstrom durch die Erregerwicklung der elektrischen Maschine (die z.B. in einem HV (Hoch Volt) Bereich betrieben wird) kann gemessen und über eine galvanische Trennung an eine Steuereinheit (die z.B. in einem NV (Nieder Volt) Bereich betrieben wird) übermittelt werden. Die Steuereinheit kann dann ein Steuersignal zur Ansteuerung einer Treiber-Schaltung für die ein oder mehreren Schalter generieren, wobei die Energieversorgung der Treiber-Schalter typischerweise galvanisch von den ein oder mehreren Schaltern getrennt ist. A drive circuit for controlling the excitation current of an electrical machine typically includes one or more switches configured to enable or block the excitation current through a field winding of the electrical machine. The excitation current through the excitation winding of the electric machine (operated, for example, in an HV (high volt) range) may be measured and transmitted via galvanic isolation to a control unit (e.g., operated in a low voltage NV range). The control unit may then generate a control signal for driving a driver circuit for the one or more switches, wherein the power supply of the driver switches is typically galvanically isolated from the one or more switches.

Eine derartige Ansteuerschaltung weist (insbesondere zur Bereitstellung der galvanischen Trennung) eine relativ hohe Anzahl von Bauteilen auf. Des Weiteren weist eine Regelschleife über eine Steuereinheit im NV-Bereich meist relativ hohe zeitliche Verzögerungen auf, wodurch die Bandbreite und Dynamik einer Erregerstrom-Regelung begrenzt wird. Such a drive circuit has (in particular for the provision of electrical isolation) a relatively high number of components. Furthermore, a control loop via a control unit in the NV range usually has relatively long time delays, which limits the bandwidth and dynamics of a field current control.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine effiziente und dynamische Schaltung zur Steuerung bzw. Regelung des Erregerstroms durch eine Erregerwicklung einer elektrischen Maschine bereitzustellen. The present document addresses the technical problem of providing an efficient and dynamic circuit for controlling the excitation current through a field winding of an electrical machine.

Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.  The object is solved by the independent claim. Advantageous embodiments are described i.a. in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Schaltung zur Steuerung eines Erregerstroms durch eine Erregerwicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Drehstrom-Synchronmaschine, beschrieben. Die Erregerwicklung kann an einem Rotor der elektrischen Maschine angeordnet sein. Die elektrische Maschine kann Teil eines Fahrzeugs, insbesondere eines Straßenfahrzeugs, sein und kann eingerichtet sein, das Fahrzeug anzutreiben.  According to one aspect, a circuit for controlling an excitation current through a field winding of an electrical machine, in particular a three-phase synchronous machine, is described. The exciter winding can be arranged on a rotor of the electrical machine. The electric machine may be part of a vehicle, in particular a road vehicle, and may be configured to drive the vehicle.

Die Schaltung umfasst einen ersten Schleifkontakt (insbesondere einen Schleifring) und einen zweiten Schleifkontakt (insbesondere einen Schleifring) zur Kontaktierung von zwei unterschiedlichen Enden der Erregerwicklung. Dabei ist der erste Schleifkontakt (ggf. direkt) mit einem ersten Potential eines Versorgungsnetzes gekoppelt oder der erste Schleifkontakt kann über einen Schalter mit dem ersten Potential gekoppelt werden. Das Versorgungsnetz kann ein Bordnetz, insbesondere ein Hochvolt-Bordnetz, eines Fahrzeugs umfassen. Dabei kann eine Spannung bzw. Potentialdifferenz in dem Versorgungsnetz im Bereich von 300V oder mehr liegen. Das erste Potential kann ein positives Potential sein. The circuit comprises a first sliding contact (in particular a slip ring) and a second sliding contact (in particular a slip ring) for contacting two different ends of the field winding. In this case, the first sliding contact (possibly directly) coupled to a first potential of a supply network or the first sliding contact can be coupled via a switch to the first potential. The supply network may include a vehicle electrical system, in particular a high-voltage vehicle electrical system, of a vehicle. In this case, a voltage or potential difference in the supply network may be in the range of 300V or more. The first potential can be a positive potential.

Die Schaltung umfasst weiter eine Freilauf-Diode, die den zweiten Schleifkontakt in Durchlassrichtung mit dem ersten Potential koppelt. Außerdem umfasst die Schaltung einen Strom-Schalter, insbesondere einen Leistungs-Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode, d.h. einen Leistungs-IGBT, der eingerichtet ist, den zweiten Schleifkontakt über einen Mess-Widerstand mit einem zweiten Potential (z.B. mit einem negativen Potential) des Versorgungsnetzes zu koppeln oder von dem zweiten Potential zu entkoppeln. Der Strom-Schalter umfasst ein Gate, über das der Strom-Schalter angesteuert werden kann, um den Strom-Schalter zu öffnen oder zu schließen. Das zweite Potential kann um eine bestimmte Potentialdifferenz (z.B. 300V oder mehr) unter bzw. über dem ersten Potential liegen. The circuit further comprises a free-wheeling diode, which couples the second sliding contact in the forward direction to the first potential. In addition, the circuit comprises a current switch, in particular a power insulated gate bipolar transistor, i. a power IGBT configured to couple the second wiper contact via a sense resistor to a second potential (e.g., negative potential) of the utility network or to decouple from the second potential. The power switch includes a gate through which the power switch can be driven to open or close the power switch. The second potential may be below or above the first potential by a certain potential difference (e.g., 300V or more).

Durch Schließen des Strom-Schalters kann die Erregerwicklung zwischen das erste Potential und das zweite Potential geschalten werden, so dass durch die Erregerwicklung ein Erregerstrom fließt und typischerweise mit einer bestimmten Rampe ansteigt (wobei die Steigung der Rampe von der Induktivität der Erregerwicklung abhängt). Andererseits kann durch Öffnen des Strom-Schalters bewirkt werden, dass die in der Erregerwicklung gespeicherte Energie über die Freilauf-Diode abfließt und somit der Erregerstrom sinkt (mit einem Gradienten, der von der Induktivität der Erregerwicklung abhängt). Durch ein pulsweises Öffnen bzw. Schließen des Strom-Schalters kann somit der Erregerstrom (im Mittel) eingestellt werden. By closing the current switch, the excitation winding can be switched between the first potential and the second potential so that an excitation current flows through the excitation winding and typically rises at a certain ramp (the slope of the ramp depends on the inductance of the exciter winding). On the other hand, by opening the current switch, it is possible to cause the energy stored in the exciter winding to flow away via the freewheeling diode, and thus the excitation current to sink (with a gradient that depends on the inductance of the exciter winding). By a pulse-wise opening or closing of the current switch thus the excitation current can be adjusted (on average).

Die Schaltung umfasst weiter den Mess-Widerstand und eine Messeinheit (z.B. einen Verstärker), die eingerichtet ist, auf Basis eines Spannungs-Abfalls an dem Mess-Widerstand ein Erregerstrom-Messsignal bereitzustellen. Dabei ist das Erregerstrom-Messsignal typischerweise proportional zu dem Spannungs-Abfall an dem Mess-Widerstand. Über den Widerstandswert des Mess-Widerstands kann somit aus dem Erregerstrom-Messsignal auf den Erregerstrom geschlossen werden. Das von der Messeinheit bereitgestellte Erregerstrom-Messsignal ist typischerweise ein analoges Signal, insbesondere ein Spannungs-Potential, das in Bezug zu dem ersten und/oder zweiten Potential des Versorgungsnetzes steht. The circuit further comprises the measuring resistor and a measuring unit (e.g., an amplifier) arranged to provide an exciting current measuring signal based on a voltage drop across the measuring resistor. In this case, the exciting current measuring signal is typically proportional to the voltage drop across the measuring resistor. The resistance value of the measuring resistor can thus be used to deduce the exciting current from the excitation current measuring signal. The exciting current measuring signal provided by the measuring unit is typically an analog signal, in particular a voltage potential, which is related to the first and / or second potential of the supply network.

Außerdem umfasst die Schaltung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem (analogen) Erregerstrom-Messsignal ein (analoges) Strom-Schalter-Steuersignal zu ermitteln. Dabei kann die Steuereinheit ohne galvanische Trennung mit elektrischer Energie aus dem Versorgungsnetz betrieben werden. Des Weiteren kann keine Übertragung von Signalen in ein Niedervolt(NV)-Bordnetz erfolgen. Mit anderen Worten, in der Steuereinheit können (ggf. ausschließlich) Signale (d.h. Potentiale) verarbeitet werden, die in Bezug zu dem ersten und/oder zweiten Potential des Versorgungsnetzes stehen. Insbesondere kann die Steuereinheit ein Strom-Schalter-Steuersignal erzeugen, das in Bezug zu dem ersten und/oder zweiten Potential des Versorgungsnetzes steht. In addition, the circuit comprises a control unit which is set up to determine an (analog) current-switch control signal as a function of the (analog) exciter current measurement signal. In this case, the control unit can be operated without electrical isolation from the supply network with electrical energy. Furthermore, no transmission of signals in a low-voltage (NV) board network can take place. In other words, (possibly only) signals (ie potentials) which are related to the first and / or second potential of the supply network can be processed in the control unit. In particular, the control unit may generate a power switch control signal that is related to the first and / or second potential of the utility grid.

Des Weiteren umfasst die Schaltung eine Treiber-Schaltung, die eingerichtet ist, auf Basis des Strom-Schalter-Steuersignals ein Gate-Potential (z.B. ein erstes Gate-Potential zum Öffnen des Strom-Schalters und/oder ein zweites Gate-Potential zum Schließen des Strom-Schalters) an dem Gate des Strom-Schalters zu erzeugen. Dabei kann die Treiber-Schaltung eingerichtet sein, das Gate-Potential ohne galvanische Trennung aus dem Versorgungsnetz zu erzeugen. Furthermore, the circuit comprises a driver circuit which is set up, based on the current switch control signal, a gate potential (eg a first gate potential for opening the current switch and / or a second gate potential for closing the current Current switch) at the gate of the current switch. In this case, the driver circuit can be set up to generate the gate potential without galvanic isolation from the supply network.

Die Schaltung zur Steuerung (insbesondere zur Regelung) des Erregerstroms kann somit ausschließlich innerhalb eines Versorgungsnetzes (insbesondere innerhalb eines HV-Bordnetzes) betrieben werden, ohne dass für die Steuerung bzw. Regelung des Erregerstroms Signale in ein anderes Netz (mit ein oder mehreren anderen Potentialen) übertragen werden müssen. Somit kann die Anzahl von Bauteilen einer Ansteuer-Schaltung reduziert werden. Des Weiteren kann durch die Begrenzung der Erregerstrom-Regelschleife auf ein einziges Versorgungsnetz mit einem ersten Potential und einem zweiten Potential die Bandbreite und Dynamik der Anpassung des Erregerstroms erhöht werden.  The circuit for controlling (in particular for regulating) the excitation current can thus be operated exclusively within a supply network (in particular within an HV on-board network) without signals for controlling or regulating the excitation current in another network (with one or more other potentials ) must be transmitted. Thus, the number of components of a drive circuit can be reduced. Furthermore, by limiting the excitation current control loop to a single supply network having a first potential and a second potential, the bandwidth and dynamics of the adjustment of the exciter current can be increased.

Die Steuereinheit kann z.B. einen CPLD (Complex Programmable Logic Device)-Schaltkreis umfassen. Insbesondere kann die Steuereinheit ein oder mehrere Logik-Elemente umfassen, die eingerichtet sind, das (analoge) Strom-Schalter-Steuersignal in Abhängigkeit von dem Erregerstrom-Messsignal zu erzeugen. Dazu kann keine Analog-zu-Digital- und/oder Digital-zu-Analog-Konvertierung von Signalen erforderlich sein. Insbesondere kann auf Basis des (analogen) Erregerstrom-Messsignals direkt (ohne Analog-zu-Digital- und/oder Digital-zu-Analog-Konvertierung) ein (analoges) Strom-Schalter-Steuersignal erzeugt werden. So kann eine effiziente und schnelle Anpassung des Erregerstroms bewirkt werden. The control unit may e.g. a Complex Programmable Logic Device (CPLD) circuit. In particular, the control unit may comprise one or more logic elements configured to generate the (analog) current switch control signal in response to the excitation current measurement signal. This may not require analog-to-digital and / or digital-to-analog conversion of signals. In particular, an (analog) current switch control signal can be generated directly (without analog-to-digital and / or digital-to-analog conversion) on the basis of the (analog) excitation current measurement signal. Thus, an efficient and rapid adaptation of the excitation current can be effected.

Die Schaltung kann einen (analogen) Komparator umfassen, der eingerichtet ist, auf Basis des Erregerstrom-Messsignals und auf Basis eines (analogen) Referenzstrom-Signals ein Komparatorsignal zu generieren, das anzeigt, ob der Erregerstrom einen bestimmten Strom-Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Das Referenzstrom-Signal kann dabei von dem Strom-Schwellenwert abhängen. Dabei kann die Steuereinheit eingerichtet sein, den Strom-Schwellenwert und/oder das Referenzstrom-Signal in Abhängigkeit von einem Sollstrom-Signal anzupassen, wobei das Sollstrom-Signal ggf. über eine galvanisch getrennte Kommunikationsverbindung empfangen werden kann. The circuit may include an (analog) comparator configured to generate a comparator signal based on the exciter current measurement signal and based on a (analog) reference current signal that indicates whether the exciter current reaches or exceeds a particular current threshold. The reference current signal may depend on the current threshold. In this case, the control unit may be configured to adjust the current threshold value and / or the reference current signal as a function of a setpoint current signal, wherein the setpoint current signal may possibly be received via a galvanically isolated communication connection.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, das Strom-Schalter-Steuersignal in Abhängigkeit von dem Komparatorsignal zu ermitteln. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet ist, ein Strom-Schalter-Steuersignal zu erzeugen, durch das der Strom-Schalter geschlossen wird oder geschlossen gehalten wird, wenn das Komparatorsignal anzeigt, dass der Erregerstrom den bestimmten Strom- Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet ist, ein Strom-Schalter-Steuersignal zu erzeugen, durch das der Strom- Schalter geöffnet wird oder offen gehalten wird, wenn das Komparatorsignal anzeigt, dass der Erregerstrom kleiner als der bestimmte Strom-Schwellenwert ist. So kann eine effiziente und schnelle Regelung auf einen Sollstrom bzw. auf ein Referenzstrom-Signal bewirkt werden. The control unit may be configured to determine the current-switch control signal in dependence on the comparator signal. In particular, the control unit may be configured to generate a power switch control signal that closes or keeps closed the power switch when the comparator signal indicates that the energizing current reaches or exceeds the determined current threshold. Further, the controller may be configured to generate a power switch control signal that opens or keeps the power switch open when the comparator signal indicates that the energizing current is less than the determined current threshold. Thus, an efficient and fast control to a desired current or to a reference current signal can be effected.

Die Schaltung kann einen Gleichspannungswandler umfassen, der eingerichtet ist, ein um eine Referenz-Potentialdifferenz (z.B. 15V) über dem zweiten Potential liegendes Steuer-Potential zu erzeugen. Das Gate-Potential kann dann auf Basis des Steuer-Potentials erzeugt werden. Zu diesem Zweck kann die Treiber-Schaltung eine Bootstrap-Schaltung umfassen, die eingerichtet ist, die Referenz-Potentialdifferenz zur Erzeugung des Gate-Potentials bereitzustellen. Beispielsweise kann die Referenz-Potentialdifferenz durch einen entsprechend geladenen Kondensator der Bootstrap-Schaltung bereitgestellt werden. So kann in zuverlässiger Weise der Strom-Schalter aus dem Versorgungsnetz heraus betrieben werden. The circuit may include a DC-DC converter configured to generate a control potential lying above the second potential by a reference potential difference (e.g., 15V). The gate potential can then be generated based on the control potential. For this purpose, the driver circuit may comprise a bootstrap circuit configured to provide the reference potential difference for generating the gate potential. For example, the reference potential difference can be provided by a correspondingly charged capacitor of the bootstrap circuit. Thus, the power switch can be reliably operated from the supply network in a reliable manner.

Die Schaltung kann weiter einen Trenn-Schalter (z.B. einen IGBT) umfassen, der eingerichtet ist, den ersten Schleifkontakt mit dem ersten Potential zu koppeln oder von dem ersten Potential zu entkoppeln, wobei der Trenn-Schalter ein Gate umfasst, über das der Trenn-Schalter angesteuert werden kann, um den Trenn-Schalter zu öffnen oder zu schließen. Die Schaltung kann weiter eine Treiber-Schaltung für den Trenn-Schalter umfassen, die eingerichtet ist, auf Basis eines Trenn-Schalter-Steuersignals von der Steuereinheit ein Gate-Potential an dem Gate des Trenn-Schalters zu erzeugen. Dabei kann die Treiber-Schaltung für den Trenn-Schalter eingerichtet sein, das Gate-Potential ohne galvanische Trennung aus dem Versorgungsnetz zu erzeugen. Außerdem kann die Schaltung eine weitere Freilauf-Diode umfassen, die eingerichtet ist, das zweite Potential in Durchlassrichtung mit dem ersten Schleifkontakt zu koppeln. Der Trenn-Schalter und die weitere Freilauf-Diode können dazu verwendet werden, die elektrische Maschine drehmomentfrei zu betreiben. The circuit may further comprise an isolating switch (eg, an IGBT) configured to couple the first sliding contact to the first potential or to decouple it from the first potential, the isolating switch comprising a gate over which the isolating switch is connected. Switch can be controlled to open or close the disconnect switch. The circuit may further include a driver circuit for the isolation switch configured to gate potential based on a disconnect switch control signal from the controller to generate the gate of the isolating switch. In this case, the driver circuit for the isolation switch can be set up to generate the gate potential without galvanic isolation from the supply network. In addition, the circuit may comprise a further freewheeling diode, which is arranged to couple the second potential in the forward direction with the first sliding contact. The isolating switch and the further freewheeling diode can be used to operate the electric machine torque-free.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Schaltung zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs umfasst. According to a further aspect, a vehicle (in particular a road motor vehicle, for example a passenger car, a truck or a motorcycle) is described, which comprises the circuit described in this document for controlling an electric machine of the vehicle.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.  It should be understood that the devices and systems described herein may be used alone as well as in combination with other devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the devices and systems described in this document can be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen Furthermore, the invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments. Show

1 eine beispielhafte Schaltung zur Steuerung des Erregerstroms durch eine Erregerwicklung einer elektrischen Maschine; 1 an exemplary circuit for controlling the exciting current through a field winding of an electric machine;

2 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Schaltung zur Steuerung des Erregerstroms; und 2 a block diagram of an exemplary circuit for controlling the exciting current; and

3 einen beispielhaften Regelkreis zur Einstellung des Erregerstroms. 3 an exemplary control circuit for adjusting the excitation current.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Steuerung des Erregerstroms durch eine Erregerwicklung einer elektrischen Maschine. Die Erregerwicklung kann insbesondere an einem (sich drehenden) Rotor der elektrischen Maschine angeordnet sein. Die Erregerwicklung 130 kann, wie in 1 dargestellt, über Schleifringe 132 mit einer Ansteuer-Schaltung 100 gekoppelt sein. Der Erregerstrom 131 durch die Erregerwicklung 130 fließt dann über die Schleifringe 132 durch die sich ggf. drehende Erregerwicklung 130. Der mittlere Erregerstrom 131 kann dabei durch Taktung (d.h. durch Pulsweiten-Modulation (PWM) eingestellt werden. Die Ansteuer-Schaltung 100 wird aus einem HV-Bordnetz mit einem ersten bzw. positiven Potential 101 und einem zweiten bzw. negativen Potential 102 mit elektrischer Energie versorgt. Die unterschiedlichen Signale (d.h. Potentiale) im HV-Bordnetz können relativ zu dem zweiten Potential 102 sein. As set forth above, the present document is concerned with the efficient and reliable control of the excitation current through a field winding of an electrical machine. The excitation winding can be arranged in particular on a (rotating) rotor of the electric machine. The excitation winding 130 can, as in 1 represented by slip rings 132 with a drive circuit 100 be coupled. The excitation current 131 through the excitation winding 130 then flows over the slip rings 132 through the possibly rotating exciter winding 130 , The mean excitation current 131 can be set by clocking (ie by pulse width modulation (PWM).) The drive circuit 100 becomes from an HV electrical system with a first or positive potential 101 and a second or negative potential 102 supplied with electrical energy. The different signals (ie potentials) in the HV electrical system can relative to the second potential 102 be.

Die Ansteuer-Schaltung 100 zur Steuerung des Erregerstroms 131 umfasst einen Strom-Schalter 120, der eingerichtet ist, die Erregerwicklung 130 mit dem negativen Potential 102 zu koppeln (wie in 1 dargestellt, über einen Mess-Widerstand 134). Des Weiteren umfasst die Ansteuer-Schaltung 100 eine Freilauf-Diode 104, über die der Erregerstrom 131 durch die Erregerwicklung 130 abgebaut werden kann, wenn der Strom-Schalter 120 geöffnet ist. The drive circuit 100 for controlling the excitation current 131 includes a power switch 120 which is set up, the excitation winding 130 with the negative potential 102 to couple (as in 1 represented, via a measuring resistor 134 ). Furthermore, the drive circuit comprises 100 a freewheeling diode 104 , about which the excitation current 131 through the excitation winding 130 can be removed when the power switch 120 is open.

Die Ansteuer-Schaltung 100 kann weiter einen Trenn-Schalter 110 umfassen, der typischerweise geschlossen ist. Der Trenn-Schalter 110 kann jedoch bei Bedarf geöffnet werden, um den Stromfluss aus dem HV-Bordnetz zu unterbrechen (z.B. um ein Drehmoment an der elektrischen Maschine zu unterbinden). Für den Fall, dass der Trenn-Schalter 110 geöffnet wird, weist die Schaltung 100 eine weitere Freilauf-Diode 103 auf, über die der Erregerstrom 131 durch die Erregerwicklung 130 bei Bedarf abgebaut werden kann. The drive circuit 100 can continue a disconnect switch 110 include, which is typically closed. The disconnect switch 110 However, it can be opened if necessary to interrupt the flow of current from the HV electrical system (eg to prevent a torque on the electric machine). In the event that the disconnect switch 110 is opened, the circuit instructs 100 another freewheeling diode 103 on, over which the excitation current 131 through the excitation winding 130 can be reduced if necessary.

Im Normalbetrieb ist somit der Trenn-Schalter 110 geschlossen, so dass durch Schließen des Strom-Schalters 120 der Erregerstrom 131 durch die Erregerwicklung 130 aufgebaut und durch Öffnen des Strom-Schalters 120 der Erregerstrom 131 durch die Erregerwicklung 130 abgebaut wird. Der Erregerstrom 131 kann durch einen optionalen Stromsensor 133 (z.B. durch einen Hall-Sensor) erfasst werden und es können durch den Stromsensor 133 galvanisch von dem HV-Bordnetz getrennte Sensordaten 137 in Bezug auf den Erregerstrom 131 bereitgestellt werden. In normal operation is thus the disconnect switch 110 closed, so by closing the power switch 120 the excitation current 131 through the excitation winding 130 built and by opening the power switch 120 the excitation current 131 through the excitation winding 130 is reduced. The excitation current 131 can through an optional current sensor 133 (eg by a Hall sensor) and it can be detected by the current sensor 133 Galvanically isolated from the HV electrical system sensor data 137 in terms of the excitation current 131 to be provided.

Die Ansteuer-Schaltung 100 umfasst einen Mess-Widerstand 134 (auch als Shunt-Widerstand bezeichnet), der in besonders effizienter Weise dazu genutzt werden kann, ein Messsignal 136 in Bezug auf den Erregerstrom 131 (auch als Erregerstrom-Messsignal 136 bezeichnet) bereitzustellen. Der Mess-Widerstand 134 ist zwischen dem Strom-Schalter 120 und dem negativen Potential 102 angeordnet und wird durch den Erregerstrom 131 durchflossen, wenn der Strom-Schalter 120 geschlossen ist. Der Spannungs-Abfall an dem Mess-Widerstand 134 zeigt somit den Erregerstrom 131. Dieser Spannungs-Abfall kann durch einen Verstärker 135 (insbesondere einen Instrumentenverstärker) verstärkt werden, um das Messsignal 136 in Bezug auf den Erregerstrom 131 bereitzustellen. Das Messsignal 136 bezieht sich dabei auf das negative Potential 102 und ist somit nicht galvanisch von dem HV-Bordnetz getrennt. Andererseits kann das Messsignal 136 in besonders effizienter Weise durch einen Mess-Widerstand 134 bereitgestellt werden. The drive circuit 100 includes a measuring resistor 134 (also referred to as shunt resistor), which can be used in a particularly efficient manner, a measurement signal 136 in terms of the excitation current 131 (also as exciting current measuring signal 136 designated). The measuring resistance 134 is between the power switch 120 and the negative potential 102 arranged and is powered by the excitation current 131 flowed through when the power switch 120 closed is. The voltage drop across the measuring resistor 134 thus shows the excitation current 131 , This voltage drop can be through an amplifier 135 (In particular, an instrument amplifier) are amplified to the measurement signal 136 in terms of the excitation current 131 provide. The measuring signal 136 refers to the negative potential 102 and is therefore not galvanically isolated from the HV electrical system. On the other hand, the measurement signal 136 in particularly efficient way by a measuring resistor 134 to be provided.

Die Schaltung 100 umfasst eine Treiber-Schaltung 127 für den Strom-Schalter 120. Die Treiber-Schaltung 127 umfasst einen Gate-Treiber 123, der eingerichtet ist, auf Basis eines (analogen) Strom-Schalter-Steuersignals 124 ein Gate-Potential für das Gate des Strom-Schalters 120 (z.B. eines IGBTs) bereitzustellen, um den Strom-Schalter 120 zu öffnen bzw. zu schließen. Das Gate des Strom-Schalters 120 kann über einen Gate-Widerstand 121 mit dem Gate-Treiber 123 verbunden sein (um den Stromfluss in bzw. aus der Gate-Kapazität zu begrenzen). Der Gate-Treiber 123 kann insbesondere eingerichtet sein, ein erstes Gate-Potential zu generieren, um den Strom-Schalter 120 zu öffnen oder ein zweites Gate-Potential zu generieren, um den Strom-Schalter 120 zu schließen. Die Gate-Potentiale können dabei durch Verwendung einer Bootstrap-Schaltung 122, 125 mit einer Diode 125 und einem Kondensator 122 direkt aus dem HV-Bordnetz generiert werden (z.B. mit einem Gleichspannungswandler). Insbesondere kann zur Generierung der Gate-Potentiale aus dem HV-Bordnetz ein Steuer-Potential 126 bereitgestellt werden, das um einen bestimmten Betrag (z.B. 15V) über dem negativen Potential 102 liegt, um in zuverlässiger Weise die Gate-Potentiale generieren zu können. Somit kann auch die Treiber-Schaltung 127 für den Strom-Schalter 120 ohne galvanische Trennung in effizienter Weise direkt mit elektrischer Energie aus dem HV-Bordnetz betrieben werden. The circuit 100 includes a driver circuit 127 for the power switch 120 , The driver circuit 127 includes a gate driver 123 which is established based on an (analog) current-switch control signal 124 a gate potential for the gate of the current switch 120 (eg, an IGBT) to provide the power switch 120 to open or close. The gate of the power switch 120 can have a gate resistance 121 with the gate driver 123 be connected (to limit the flow of current into or out of the gate capacitance). The gate driver 123 In particular, it may be configured to generate a first gate potential to the current switch 120 to open or generate a second gate potential to the power switch 120 close. The gate potentials can be achieved by using a bootstrap circuit 122 . 125 with a diode 125 and a capacitor 122 be generated directly from the HV electrical system (eg with a DC-DC converter). In particular, for generating the gate potentials from the HV electrical system, a control potential 126 be provided by a certain amount (eg 15V) above the negative potential 102 is to reliably generate the gate potentials. Thus, the driver circuit can also 127 for the power switch 120 operated without galvanic separation in an efficient manner directly with electrical energy from the HV electrical system.

In analoger Weise zu der Treiber-Schaltung 127 für den Strom-Schalter 120 kann die Ansteuer-Schaltung 100 eine Treiber-Schaltung 117 für den Trenn-Schalter 110 aufweisen, wobei die Treiber-Schaltung 117 ohne galvanische Trennung direkt mit elektrischer Energie aus dem HV-Bordnetz versorgt werden kann. Die Treiber-Schaltung 117 umfasst einen Treiber 113, einen Gate-Widerstand 111, eine Bootstrap-Schaltung 112, 115 mit Diode 115 und Kondensator 112, und wird in Abhängigkeit von einem Trenn-Schalter-Steuersignal 114 betrieben. In an analogous way to the driver circuit 127 for the power switch 120 can the driving circuit 100 a driver circuit 117 for the disconnect switch 110 have, wherein the driver circuit 117 can be supplied directly with electrical energy from the HV electrical system without electrical isolation. The driver circuit 117 includes a driver 113 , a gate resistor 111 , a bootstrap circuit 112 . 115 with diode 115 and capacitor 112 , and becomes dependent on a disconnect switch control signal 114 operated.

2 zeigt die Schaltungselemente aus 1 zusammengefasst als einen Schaltungs-Block 201. Des Weiteren zeigt 2 eine Steuereinheit 202, die eingerichtet ist, die Steuersignale 114, 124 für die Schalter 110, 120 zu generieren. Dabei wird die Steuereinheit 202 ohne galvanische Trennung mit elektrischer Energie aus dem HV-Bordnetz versorgt, so dass die Steuersignale 114, 124 ohne galvanische Trennung an die Treiber-Schaltungen 117, 127 übergeben werden können. Die Steuereinheit 202 kann weiter eingerichtet sein, ein Sample-Signal 231 zu generieren, das anzeigt, mit welcher Frequenz und/oder an welchen Zeitpunkten das Messsignal 136 in Bezug auf den Erregerstrom 131 erfasst werden soll. 2 shows the circuit elements 1 summarized as a circuit block 201 , Further shows 2 a control unit 202 which is set up, the control signals 114 . 124 for the switches 110 . 120 to generate. In the process, the control unit becomes 202 supplied with electrical energy from the HV electrical system without galvanic isolation, so that the control signals 114 . 124 without galvanic isolation to the driver circuits 117 . 127 can be handed over. The control unit 202 can be further set, a sample signal 231 to generate, indicating which frequency and / or at what times the measurement signal 136 in terms of the excitation current 131 should be recorded.

2 veranschaulicht weiter die Interaktion mit anderen Komponenten, die ein anderes Referenz-Potential aufweisen als das HV-Bordnetz. Beispielsweise können die (galvanisch getrennten) Sensordaten 137 in Bezug auf den Erregerstrom 131 zur weiteren digitalen Verarbeitung an einen Analog-Digital-Konverter (ADC) 203 übergeben werden. Des Weiteren kann die Steuereinheit 202 eingerichtet sein, über eine galvanisch getrennte Verbindung mit anderen Steuereinheiten 204 in einem Fahrzeug zu kommunizieren bzw. Daten auszutauschen (z.B. in Bezug auf einen Sollwert für den Erregerstrom 131). 2 further illustrates the interaction with other components that have a different reference potential than the HV electrical system. For example, the (galvanically isolated) sensor data 137 in terms of the excitation current 131 for further digital processing to an analog-to-digital converter (ADC) 203 be handed over. Furthermore, the control unit 202 be set up, via a galvanically isolated connection with other control units 204 to communicate in a vehicle or to exchange data (eg with respect to a setpoint for the excitation current 131 ).

Die Steuereinheit 202 kann z.B. einen CPLD (Complex Programmable Logic Device) umfassen. 3 veranschaulicht eine beispielhafte Signalverarbeitung in der Steuereinheit 202. Insbesondere veranschaulicht 3 wie durch Rückkopplung von Messsignalen 136, 336 in Bezug auf den Erregerstrom 131 in effizienter Weise (und insbesondere ohne galvanische Trennung) das Strom-Schalter-Steuersignal 124 generiert werden kann (in einer Strom-Steuerung bzw. Strom-Regelung 302). Beispielsweise kann die Ansteuer-Schaltung 100 einen Komparator 335 umfassen, der eingerichtet ist, basierend auf dem Messsignal 136 den Erregerstrom 131 mit einer bestimmten Strom-Vorgabe (z.B. mit einem bestimmten Maximalstrom) zu vergleichen, und so ein Komparatorsignal 336 zu generieren, das einen zu hohen Erregerstrom 131 anzeigt. In Reaktion auf das Detektieren eines zu hohen Erregerstroms 131 kann der Strom-Schalter (auf Basis des Steuersignals 124) geöffnet werden, um den Erregerstrom 131 zu reduzieren. The control unit 202 may include, for example, a CPLD (Complex Programmable Logic Device). 3 illustrates exemplary signal processing in the control unit 202 , In particular, illustrated 3 as by feedback of measurement signals 136 . 336 in terms of the excitation current 131 in an efficient way (and in particular without galvanic isolation) the current switch control signal 124 can be generated (in a current control or current regulation 302 ). For example, the drive circuit 100 a comparator 335 which is established based on the measurement signal 136 the excitation current 131 to compare with a certain current specification (eg with a certain maximum current), and so a comparator signal 336 to generate that too high excitation current 131 displays. In response to detecting too high an exciting current 131 can the current switch (based on the control signal 124 ) are opened to the excitation current 131 to reduce.

Die Steuereinheit 202 kann relativ einfache Logik-Bausteine und/oder Oszillatoren 303, 304 verwenden, um den Erregerstrom 131 zu steuern bzw. zu regeln. Vorgaben in Bezug auf den Erregerstrom 131 können z.B. durch die Signale 311, 314 eingebracht werden (diese Vorgaben können z.B. von einer weiteren Steuereinheit 204 empfangen werden). Des Weiteren können Feedback-Signale 324 bereitgestellt werden (z.B. für eine weitere Steuereinheit 204). The control unit 202 can be relatively simple logic devices and / or oscillators 303 . 304 use the exciter current 131 to control or regulate. Specifications relating to the excitation current 131 can eg by the signals 311 . 314 can be introduced (these specifications can eg by another control unit 204 be received). Furthermore, feedback signals 324 be provided (eg for another control unit 204 ).

Die beschriebene Ansteuer-Schaltung 100 verwendet somit eine Strommessung mittels eines Shunt-Widerstands 134 ohne galvanische Trennung. So kann der Erregerstrom 131 mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Optional kann eine zweite galvanisch getrennte Strommessung mittels eines Sensors 133 erfolgen (z.B. für eine Statorstromregelung im Rahmen eines Reglers der elektrischen Maschine). Die Gate-Treiberversorgung erfolgt mittels einer „Boot-Strap“-Schaltung ohne galvanische Trennung. Des Weiteren erfolgt eine Gate-Ansteuerung direkt aus dem HV-Bordnetz, so dass auch hier eine galvanische Trennung entfällt. Durch diese Maßnahmen können die Anzahl von Bauelementen und die Kosten reduziert werden. Außerdem können Fehlerraten der Ansteuer-Schaltung 100 reduziert werden. In einer Steuereinheit 202 (insbesondere in einem CPLD) kann eine „Direct-Current-Control“ auf HV-Ebene erfolgen, so dass der Erregerstrom 131 mit hoher Dynamik und Bandbreite angepasst werden kann (insbesondere Reaktion auf Rotorrückwirkungen). Die Kommunikation mit einem NV (Nieder Volt, z.B. 48V, 12V oder weniger) Controller 204 kann über eine galvanisch getrennte Schnittstelle erfolgen. The described drive circuit 100 thus uses a current measurement by means of a shunt resistor 134 without galvanic isolation. So can the excitation current 131 be detected with high accuracy. Optionally, a second galvanically isolated current measurement by means of a sensor 133 take place (eg for a stator current control in the context of a controller of the electric machine). The gate driver supply takes place by means of a "boot strap" circuit without galvanic isolation. Furthermore, there is a gate control directly from the HV electrical system, so that there is no galvanic isolation here. These measures can reduce the number of components and the cost. In addition, error rates of the drive circuit 100 be reduced. In a control unit 202 (Especially in a CPLD), a "direct-current control" at HV level can be done, so that the excitation current 131 can be adjusted with high dynamics and bandwidth (in particular reaction to rotor reactions). Communication with a NV (low volts, eg 48V, 12V or less) controller 204 can be done via a galvanically isolated interface.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen. The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and figures are intended to illustrate only the principle of the proposed devices and systems.

Claims (10)

Schaltung (100) zur Steuerung eines Erregerstroms (131) für eine Erregerwicklung (130) einer elektrischen Maschine, wobei die Schaltung (100) umfasst, – einen ersten Schleifkontakt (132) und einen zweiten Schleifkontakt (132) zur Kontaktierung von zwei unterschiedlichen Enden der Erregerwicklung (130); wobei der erste Schleifkontakt (132) mit einem ersten Potential (101) eines Versorgungsnetzes gekoppelt ist oder über einen Schalter (110) mit dem ersten Potential (101) gekoppelt werden kann; – eine Freilauf-Diode (104), die den zweiten Schleifkontakt (132) in Durchlassrichtung mit dem ersten Potential (101) koppelt; – einen Strom-Schalter (120), insbesondere einen Leistungs-Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode, der eingerichtet ist, den zweiten Schleifkontakt (132) über einen Mess-Widerstand (134) mit einem zweiten Potential (102) des Versorgungsnetzes zu koppeln oder von dem zweiten Potential (102) zu entkoppeln; wobei der Strom-Schalter (120) ein Gate umfasst, über das der Strom-Schalter (120) angesteuert werden kann, um den Strom-Schalter (120) zu öffnen oder zu schließen; – den Mess-Widerstand (134); – eine Messeinheit (135), die eingerichtet ist, auf Basis eines Spannungs-Abfalls an dem Mess-Widerstand (134) ein Erregerstrom-Messsignal (136) bereitzustellen; – eine Steuereinheit (202), die eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Erregerstrom-Messsignal (136) ein Strom-Schalter-Steuersignal (124) zu ermitteln; wobei die Steuereinheit (202) ohne galvanische Trennung mit elektrischer Energie aus dem Versorgungsnetz betrieben wird; und – eine Treiber-Schaltung (127), die eingerichtet ist, auf Basis des Strom-Schalter-Steuersignals (124) ein Gate-Potential an dem Gate des Strom-Schalters (120) zu erzeugen; wobei die Treiber-Schaltung (127) eingerichtet ist, das Gate-Potential ohne galvanische Trennung aus dem Versorgungsnetz zu erzeugen. Circuit ( 100 ) for controlling a field current ( 131 ) for a field winding ( 130 ) of an electrical machine, wherein the circuit ( 100 ), - a first sliding contact ( 132 ) and a second sliding contact ( 132 ) for contacting two different ends of the exciter winding ( 130 ); wherein the first sliding contact ( 132 ) with a first potential ( 101 ) is coupled to a supply network or via a switch ( 110 ) with the first potential ( 101 ) can be coupled; A freewheeling diode ( 104 ), the second sliding contact ( 132 ) in the forward direction with the first potential ( 101 ) couples; - a power switch ( 120 ), in particular a power bipolar transistor with insulated gate electrode, which is arranged, the second sliding contact ( 132 ) via a measuring resistor ( 134 ) with a second potential ( 102 ) of the supply network or from the second potential ( 102 ) to decouple; the power switch ( 120 ) comprises a gate over which the power switch ( 120 ) can be controlled to the power switch ( 120 ) to open or close; - the measuring resistance ( 134 ); A measuring unit ( 135 ), which is set up on the basis of a voltage drop across the measuring resistor ( 134 ) an excitation current measuring signal ( 136 ) to provide; A control unit ( 202 ), which is set up in dependence on the excitation current measuring signal ( 136 ) a power switch control signal ( 124 ) to investigate; the control unit ( 202 ) is operated without electrical isolation from the supply network with electrical isolation; and a driver circuit ( 127 ) which is established based on the current-switch control signal ( 124 ) has a gate potential at the gate of the current switch ( 120 ) to create; the driver circuit ( 127 ) is arranged to generate the gate potential without galvanic isolation from the supply network. Schaltung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (202) – einen CPLD-Schaltkreis umfasst; und/oder – ein oder mehrere Logik-Elemente umfasst, die eingerichtet sind, das Strom- Schalter-Steuersignal (124) in Abhängigkeit von dem Erregerstrom- Messsignal (136) zu erzeugen, insbesondere ohne eine Analog-zu-Digital- und/oder Digital-zu-Analog-Konvertierung. Circuit ( 100 ) according to claim 1, wherein the control unit ( 202 ) - comprises a CPLD circuit; and / or comprises one or more logic elements that are configured to receive the power switch control signal ( 124 ) in dependence on the exciting current measuring signal ( 136 ), in particular without an analog-to-digital and / or digital-to-analog conversion. Schaltung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Schaltung (100) einen Komparator (335) umfasst, der eingerichtet ist, auf Basis des Erregerstrom-Messsignals (136) und auf Basis eines Referenzstrom-Signals (231) ein Komparatorsignal (336) zu generieren, das anzeigt, ob der Erregerstrom (131) einen bestimmten Strom-Schwellenwert erreicht oder überschreitet; und – die Steuereinheit (202) eingerichtet ist, das Strom-Schalter-Steuersignal (124) in Abhängigkeit von dem Komparatorsignal (336) zu ermitteln. Circuit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein - the circuit ( 100 ) a comparator ( 335 ), which is set up on the basis of the exciting current measuring signal ( 136 ) and based on a reference current signal ( 231 ) a comparator signal ( 336 ) which indicates whether the excitation current ( 131 ) reaches or exceeds a certain current threshold; and - the control unit ( 202 ), the power switch control signal ( 124 ) in dependence on the comparator signal ( 336 ) to investigate. Schaltung (100) gemäß Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (202) eingerichtet ist, ein Strom-Schalter-Steuersignal (124) zu erzeugen, – durch das der Strom-Schalter (120) geschlossen wird oder geschlossen gehalten wird, wenn das Komparatorsignal (336) anzeigt, dass der Erregerstrom (131) den bestimmten Strom-Schwellenwert erreicht oder überschreitet; und/oder – durch das der Strom-Schalter (120) geöffnet wird oder offen gehalten wird, wenn das Komparatorsignal (336) anzeigt, dass der Erregerstrom (131) kleiner als der bestimmte Strom-Schwellenwert ist. Circuit ( 100 ) according to claim 3, wherein the control unit ( 202 ), a power switch control signal ( 124 ) - by which the current switch ( 120 ) is closed or held closed when the comparator signal ( 336 ) indicates that the excitation current ( 131 ) reaches or exceeds the determined current threshold; and / or - through which the power switch ( 120 ) is opened or held open when the comparator signal ( 336 ) indicates that the excitation current ( 131 ) is less than the certain current threshold. Schaltung (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei – die Steuereinheit (202) eingerichtet ist, den Strom-Schwellenwert in Abhängigkeit von einem Sollstrom-Signal (311, 314) anzupassen; und – die Steuereinheit (202) eingerichtet ist, das Sollstrom-Signal (311, 314) über eine galvanisch getrennte Kommunikationsverbindung zu empfangen. Circuit ( 100 ) according to one of claims 3 to 4, wherein - the control unit ( 202 ), the current threshold value in dependence on a desired current signal ( 311 . 314 ) to adapt; and - the control unit ( 202 ), the nominal current signal ( 311 . 314 ) via a galvanically isolated communication connection. Schaltung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Schaltung (100) einen Gleichspannungswandler umfasst, der eingerichtet ist, ein um eine Referenz-Potentialdifferenz über dem zweiten Potential (102) liegendes Steuer-Potential (126) zu erzeugen; und – das Gate-Potential auf Basis des Steuer-Potentials (126) erzeugt wird. Circuit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein - the circuit ( 100 ) comprises a DC-DC converter adapted to be turned on by a reference potential difference above the second potential ( 102 ) lying control potential ( 126 ) to create; and - the gate potential based on the control potential ( 126 ) is produced. Schaltung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Treiber- Schaltung (127) eine Bootstrap-Schaltung (122, 125) umfasst, die eingerichtet ist, eine Referenz-Potentialdifferenz zur Erzeugung des Gate-Potentials bereitzustellen. Circuit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the driver circuit ( 127 ) a bootstrap circuit ( 122 . 125 ) configured to provide a reference potential difference for generating the gate potential. Schaltung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltung (100) umfasst, – einen Trenn-Schalter (110), der eingerichtet ist, den ersten Schleifkontakt (132) mit dem ersten Potential (101) zu koppeln oder von dem ersten Potential (101) zu entkoppeln; wobei der Trenn-Schalter (110) ein Gate umfasst, über das der Trenn-Schalter (110) angesteuert werden kann, um den Trenn-Schalter (110) zu öffnen oder zu schließen; und – eine Treiber-Schaltung (117) für den Trenn-Schalter (110), die eingerichtet ist, auf Basis eines Trenn-Schalter-Steuersignals (114) von der Steuereinheit (202) ein Gate-Potential an dem Gate des Trenn-Schalters (110) zu erzeugen; wobei die Treiber-Schaltung (117) für den Trenn-Schalter (110) eingerichtet ist, das Gate-Potential ohne galvanische Trennung aus dem Versorgungsnetz zu erzeugen. Circuit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the circuit ( 100 ), - a disconnect switch ( 110 ), which is set up, the first sliding contact ( 132 ) with the first potential ( 101 ) or from the first potential ( 101 ) to decouple; the disconnect switch ( 110 ) comprises a gate over which the disconnect switch ( 110 ) can be controlled to the disconnect switch ( 110 ) to open or close; and a driver circuit ( 117 ) for the disconnect switch ( 110 ) arranged on the basis of a disconnect switch control signal ( 114 ) from the control unit ( 202 ) has a gate potential at the gate of the isolating switch ( 110 ) to create; the driver circuit ( 117 ) for the disconnect switch ( 110 ) is arranged to generate the gate potential without galvanic isolation from the supply network. Schaltung (100) gemäß Anspruch 8, wobei die Schaltung (100) eine weitere Freilauf-Diode (103), die eingerichtet ist, das zweite Potential (102) in Durchlassrichtung mit dem ersten Schleifkontakt (132) zu koppeln. Circuit ( 100 ) according to claim 8, wherein the circuit ( 100 ) another freewheeling diode ( 103 ), which is set up, the second potential ( 102 ) in the forward direction with the first sliding contact ( 132 ) to couple. Schaltung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Erregerwicklung (130) an einem Rotor der elektrischen Maschine angeordnet ist; und/oder – die elektrische Maschine eine Synchronmaschine umfasst. Circuit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein - the exciter winding ( 130 ) is disposed on a rotor of the electric machine; and / or - the electric machine comprises a synchronous machine.

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