DE102018132496A1

DE102018132496A1 - Circuit arrangement for transmitting a control signal, converter and vehicle

Info

Publication number: DE102018132496A1
Application number: DE102018132496.0A
Authority: DE
Inventors: Rainer Edelhäuser
Original assignee: Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-06-18
Also published as: WO2020126464A1; CN113383493A; EP3900184A1

Abstract

Schaltungsanordnung (1) zum Übertragen eines Steuersignals (3) an ein Funktionselement (18), umfassend- erste und zweite Versorgungsleitungen (15, 16) für ein erstes bzw. zweites Potential,- eine Schaltleitung (17), die wechselweise mit den Versorgungsleitungen (15, 16) verbindbar ist,wobei das Funktionselement (18) eine Kapazität (20) zwischen einem Steuereingang (19) und der Schaltleitung (17) aufweist und die Schaltungsanordnung (1) dazu eingerichtet ist,- die Kapazität (20) bei Vorliegen eines ersten Signalzustands des Steuersignals (3) über die erste Versorgungsleitung (15) mittels eines Ladestromflusses auf eine erste Zielspannung aufzuladen, wenn die Schaltleitung (17) auf dem zweiten Potential liegt, und einen Entladestromfluss zu begrenzen, wenn die Schaltleitung (17) auf dem ersten Potential liegt, um die über der Kapazität (20) abfallende Spannung außerhalb eines durch einen ersten Spannungsschwellwert und einen zweiten Spannungsschwellwert für Funktionen des Funktionselements (18) begrenzten Spannungsintervalls zu halten, und- die Kapazität (20) bei Vorliegen eines zweiten Signalzustands des Steuersignals (3) über die zweite Versorgungsleitung (16) mittels eines Ladestromflusses auf eine komplementäre zweite Zielspannung aufzuladen, wenn die Schaltleitung (17) auf dem ersten Potential liegt, und einen Entladestromfluss zu begrenzen, wenn die Schaltleitung (17) auf dem zweiten Potential liegt, um die Spannung außerhalb des Spannungsintervalls zu halten.Circuit arrangement (1) for transmitting a control signal (3) to a functional element (18), comprising - first and second supply lines (15, 16) for a first and second potential, - a switching line (17), which alternately with the supply lines ( 15, 16) can be connected, the functional element (18) having a capacitance (20) between a control input (19) and the switching line (17) and the circuit arrangement (1) being set up to - the capacitance (20) if there is a charge the first signal state of the control signal (3) via the first supply line (15) to a first target voltage by means of a charging current flow when the switching line (17) is at the second potential, and to limit a discharge current flow when the switching line (17) is on the first Potential lies around the voltage falling across the capacitance (20) outside of a first voltage threshold value and a second voltage threshold value for functions of the functional element ts (18) to maintain a limited voltage interval, and - to charge the capacitance (20) to a complementary second target voltage via the second supply line (16) by means of a charging current flow when the switching line (17) is open when there is a second signal state of the control signal (3) the first potential, and limit a discharge current flow when the switching line (17) is at the second potential in order to keep the voltage outside the voltage interval.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Übertragen eines Steuersignals von einem Eingang der Schaltungsanordnung an ein Funktionselement der Schaltungsanordnung, umfassend eine erste Versorgungsleitung für ein erstes Potential, eine zweite Versorgungsleitung für ein vom ersten Potential unterschiedliches zweites Potential, eine Schaltleitung, die wechselweise mit der ersten Versorgungsleitung und der zweiten Versorgungsleitung verbindbar ist, wobei das Funktionselement einen Steuereingang und eine Kapazität zwischen dem Steuereingang und der Schaltleitung aufweist.The present invention relates to a circuit arrangement for transmitting a control signal from an input of the circuit arrangement to a functional element of the circuit arrangement, comprising a first supply line for a first potential, a second supply line for a second potential different from the first potential, a switching line which alternates with the first Supply line and the second supply line is connectable, the functional element having a control input and a capacitance between the control input and the switching line.

Daneben betrifft die Erfindung einen Stromrichter und ein Fahrzeug.In addition, the invention relates to a power converter and a vehicle.

Derartige Schaltungsanordnungen sind beispielsweise bei Gatetreibern für Stromrichter bekannt, wobei ein Gate eines Leistungshalbleiterschaltelements des Stromrichters mit der Schaltleitung der Schaltungsanordnung verbunden ist. Um unterschiedliche Schaltgeschwindigkeiten des Leistungshalbleiterschaltelements zu ermöglichen, ist parallel zu einem Gatevorwiderstand in der Schaltleitung eine Reihenschaltung aus einem Funktionselement in Form eines eine Gate-Source-Kapazität aufweisenden MOSFET und einem weiteren Widerstand geschaltet. Beim Aktivieren des Funktionselements in Abhängigkeit eines Steuersignals ergeben der Gatevorwiderstand und der weitere Widerstand einen niedrigeren Gesamtwiderstand, was die Schaltgeschwindigkeit des Leistungshalbleiterschaltelements gegenüber einem deaktivierten Schaltzustand des Funktionselements, in dem nur der Gatevorwiderstand wirksam ist, erhöht.Such circuit arrangements are known, for example, in the case of gate drivers for converters, a gate of a power semiconductor switching element of the converter being connected to the switching line of the circuit arrangement. In order to enable different switching speeds of the power semiconductor switching element, a series circuit comprising a functional element in the form of a MOSFET having a gate-source capacitance and a further resistor is connected in parallel to a gate series resistor in the switching line. When the functional element is activated as a function of a control signal, the gate series resistor and the further resistor result in a lower total resistance, which increases the switching speed of the power semiconductor switching element compared to a deactivated switching state of the functional element in which only the gate series resistor is effective.

Da die Schaltleitung wechselweise mit dem ersten und dem zweiten Potential verbunden ist und auch ein Sourceanschluss des MOSFET bzw. des Funktionselements auf diesem wechselnden Potential liegt, ist herkömmlicherweise eine zusätzliche Spannungsquelle vorgesehen, die eine für beide Potentiale ausreichend hohe Schaltspannungen für ein Aktivieren und Deaktivieren des Funktionselements unabhängig vom Potential der Schaltleitung am Steuereingang bereitstellt und in Abhängigkeit des Steuersignals auf den Steuereingang geschaltet wird. Die zusätzliche Spannungsquelle verursacht jedoch einen hohen Schaltungs- und Bauteilaufwand bei einer solchen Schaltungsanordnung.Since the switching line is alternately connected to the first and the second potential and also a source connection of the MOSFET or of the functional element is at this alternating potential, an additional voltage source is conventionally provided, which has a sufficiently high switching voltage for activating and deactivating the Provides functional elements regardless of the potential of the switching line at the control input and is switched to the control input depending on the control signal. However, the additional voltage source causes a high outlay in terms of circuitry and components in such a circuit arrangement.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine aufwandsärmere Möglichkeit zum Steuern eines Funktionselements auf einer Schaltleitung mit wechselnden Potentialen anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying a less expensive option for controlling a functional element on a switching line with changing potentials.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art, welche dazu eingerichtet ist,

- die Kapazität bei Vorliegen eines ersten Signalzustands des Steuersignals über die erste Versorgungsleitung mittels eines Ladestromflusses auf eine Zielspannung aufzuladen, wenn die Schaltleitung auf dem zweiten Potential liegt, und einen dem Ladestromfluss entgegengesetzten Entladestromfluss aus der Kapazität zu einer der Versorgungsleitungen zu begrenzen, wenn die Schaltleitung auf dem ersten Potential liegt, um eine über der Kapazität abfallende Spannung außerhalb eines durch einen ersten Spannungsschwellwert und einen zweiten Spannungsschwellwert für Funktionen des Funktionselements begrenzten Spannungsintervalls jenseits des ersten Schwellwerts zu halten, und
- die Kapazität bei Vorliegen eines zweiten Signalzustands des Steuersignals über die zweite Versorgungsleitung mittels eines Ladestromflusses auf eine zur Zielspannung im ersten Signalzustand komplementäre Zielspannung aufzuladen, wenn die Schaltleitung auf dem ersten Potential liegt, und einen dem Ladestromfluss entgegengesetzten Entladestromfluss aus der Kapazität zu einer der Versorgungsleitungen zu begrenzen, wenn die Schaltleitung auf dem zweiten Potential liegt, um die über der Kapazität abfallende Spannung außerhalb des Spannungsintervalls jenseits des zweiten Schwellwerts zu halten.

This object is achieved according to the invention by a circuit arrangement of the type mentioned at the outset, which is set up to

- to charge the capacity in the presence of a first signal state of the control signal via the first supply line to a target voltage by means of a charging current flow when the switching line is at the second potential, and to limit a discharge current flow from the capacitance to one of the supply lines opposite to the charging current flow when the switching line is at the first potential in order to keep a voltage falling across the capacitance outside a voltage interval beyond the first threshold value, which is limited by a first voltage threshold value and a second voltage threshold value for functions of the functional element, and
- Charging the capacity when there is a second signal state of the control signal via the second supply line by means of a charging current flow to a target voltage complementary to the target voltage in the first signal state when the switching line is at the first potential, and a discharge current flow from the capacitance to one of the supply lines opposite to the charging current flow limit if the switching line is at the second potential in order to keep the voltage dropping across the capacitance outside the voltage interval beyond the second threshold value.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die Kapazität immer dann auf eine der Zielspannungen gemäß dem Signalzustand des Steuersignals aufzuladen, wenn die Schaltleitung auf einem für ein Erreichen der Zielspannung geeigneten der beiden Potentiale liegt. Dies erfolgt beim Vorliegen des ersten Signalzustand über die auf dem ersten Potential liegende erste Versorgungsleitung, wenn die Schaltleitung auf dem zweiten Potential liegt, und beim Vorliegen des zweiten Signalzustands über die auf dem zweiten Potential liegende zweite Versorgungsleitung, wenn die Schaltleitung auf dem ersten Potential liegt. Liegt die Schaltleitung auf dem jeweils anderen Potential erfolgt zumindest eine Begrenzung des Entladestromflusses, so dass die über der Kapazität abfallende Spannung nicht in das Spannungsintervall gelangt. Die Kapazität kann so auf die jeweilige Zielspannung gebracht werden, um am Steuereingang des Funktionselements eine Spannung bereitzustellen, die unabhängig davon, welche Versorgungsleitung mit der Schaltleitung verbunden ist, dem Signalzustand am Eingang wohlunterscheidbar folgen kann.The invention is based on the consideration of charging the capacitance to one of the target voltages in accordance with the signal state of the control signal whenever the switching line is at one of the two potentials suitable for reaching the target voltage. This takes place in the presence of the first signal state via the first supply line lying at the first potential if the switching line is at the second potential, and when the second signal state is present via the second supply line lying at the second potential when the switching line is at the first potential . If the switching line is at the other potential, there is at least a limitation of the discharge current flow, so that the voltage drop across the capacitance does not reach the voltage interval. The capacitance can thus be brought to the respective target voltage in order to provide a voltage at the control input of the functional element which, regardless of which supply line is connected to the switching line, can follow the signal state at the input in a clearly distinguishable manner.

Vorteilhafterweise wird so eine Übertragung des eingangsseitigen Steuersignals an das Funktionselement erreicht, ohne eine zusätzliche Spannungsquelle bereitstellen zu müssen. Dies senkt den Schaltungs- und Bauteilaufwand der Schaltungsanordnung im Vergleich zu herkömmlichen Schaltungsanordnungen und reduziert deren Herstellungskosten. Advantageously, a transmission of the control signal on the input side to the functional element is achieved without having to provide an additional voltage source. This reduces the circuit and component complexity of the circuit arrangement in comparison to conventional circuit arrangements and reduces their manufacturing costs.

Typischerweise ist das erste Potential höher als das zweite Potential. Die Schaltleitung kann mit einer Treibereinheit zum Umschalten der Versorgungsleitungen auf die Schaltleitung verbindbar oder verbunden sein. Das Funktionselement kann dazu eingerichtet sein, die Funktionen in Abhängigkeit der über der Kapazität bzw. zwischen dem Steuereingang und der Schaltleitung abfallenden Spannung durchzuführen. Die Funktionen des Funktionselements können Schaltfunktionen, also ein Einschalten und ein Ausschalten des Funktionselements, sein. Typischerweise ist der erste Spannungsschwellwert höher als der zweite Spannungsschwellwert.Typically, the first potential is higher than the second potential. The switching line can be connected or connected to a driver unit for switching the supply lines to the switching line. The functional element can be set up to perform the functions depending on the voltage drop across the capacitance or between the control input and the switching line. The functions of the functional element can be switching functions, that is to say switching the functional element on and off. Typically, the first voltage threshold is higher than the second voltage threshold.

Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dazu ausgebildet, während des Anliegens eines jeweiligen Signalzustands den Entladestromfluss zu unterdrücken. Es wird mithin während des Vorliegens eines jeweiligen Signalzustands eine besonders stabile Spannung über der Kapazität erreicht. Dadurch können die Zielspannungen besonders stabil oder „sauber“ am Steuereingang des Funktionselements bereitgestellt werden. Dadurch kann die Spannung über Kapazität länger gehalten werden, was insbesondere zweckmäßig ist, wenn ein Betriebszustand vorliegt, in dem ein Potentialwechsel auf der Schaltleitung für längere Zeit - beispielsweise in der Größenordnung von einigen Sekunden - unterbleibt und die Kapazität dementsprechend lange nicht nachgeladen wird. Außerdem ermöglicht dies die Verwendung einfacher Transistoren als Funktionselemente, die nicht speziell auf bei einer bloßen Begrenzung entstehende Spannungshübe an ihrem Steuereingang ausgelegt und daher kostengünstig sind. So können vorteilhafterweise der Bauteilaufwand und die Kosten der Schaltungsanordnung weiter reduziert werden.The circuit arrangement according to the invention is particularly preferably designed to suppress the discharge current flow when a respective signal state is present. A particularly stable voltage across the capacitance is thus achieved during the presence of a respective signal state. As a result, the target voltages can be provided in a particularly stable or “clean” manner at the control input of the functional element. As a result, the voltage across the capacitance can be kept longer, which is particularly expedient if there is an operating state in which a potential change on the switching line is omitted for a long time - for example in the order of a few seconds - and the capacitance is accordingly not recharged for a long time. In addition, this enables the use of simple transistors as functional elements, which are not specifically designed for voltage swings at their control input that result from mere limitation and are therefore inexpensive. In this way, the outlay on components and the costs of the circuit arrangement can advantageously be reduced further.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird, eine oder mehrere Schalteinrichtung aufweisen. Die oder eine jeweilige Schalteinrichtung kann einen Steueranschluss und eine Schaltstrecke zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss der Schalteinrichtung aufweisen. Typischerweise ist die Schaltstrecke in Abhängigkeit einer Spannungsdifferenz zwischen dem Steueranschluss und dem zweiten Anschluss steuerbar. Die Schalteinrichtung ist beispielsweise durch einen mit geeigneten Widerständen beschalteten Transistor gebildet. Typischerweise sind dabei der erste Anschluss der Schalteinrichtung mit einem Kollektor- oder Drainanschluss des Transistors und/oder der zweite Anschluss der Schalteinrichtung mit einem Emitter- oder Sourceanschluss und/oder der Steueranschluss der Schalteinrichtung mit einem Basis- oder Gateanschluss des Transistors verbunden.As will be described in more detail below, the circuit arrangement according to the invention can have one or more switching devices. The or a respective switching device can have a control connection and a switching path between a first and a second connection of the switching device. The switching path can typically be controlled as a function of a voltage difference between the control connection and the second connection. The switching device is formed, for example, by a transistor connected with suitable resistors. Typically, the first connection of the switching device is connected to a collector or drain connection of the transistor and / or the second connection of the switching device is connected to an emitter or source connection and / or the control connection of the switching device is connected to a base or gate connection of the transistor.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann eine Schalteinrichtung aufweisen, die in Abhängigkeit des Steuersignals steuerbar, zwischen der ersten Versorgungsleitung und dem Steuereingang verschaltet und dazu eingerichtet ist, beim Vorliegen des ersten Signalzustands zu leiten, wenn die Schaltleitung auf dem zweiten Potential liegt. Diese - auch als erste Schalteinrichtung zu bezeichnende - Schalteinrichtung kann mithin den Ladestromfluss von der ersten Versorgungsleitung zur Schaltleitung bereitstellen.The circuit arrangement according to the invention can have a switching device which can be controlled as a function of the control signal, is connected between the first supply line and the control input and is designed to conduct when the first signal state is present when the switching line is at the second potential. This switching device, which can also be referred to as the first switching device, can therefore provide the charging current flow from the first supply line to the switching line.

Gemäß einer besonders bevorzugten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung mit der ersten Schalteinrichtung ist diese dazu eingerichtet, während der gesamten Dauer des Vorliegens des zweiten Signalzustands zu sperren. Die erste Schalteinrichtung kann so den Entladestromfluss beim Vorliegen des zweiten Signalzustands unterdrücken. Dazu ist der zweite Anschluss der ersten Schalteinrichtung bevorzugt an die erste Versorgungsleitung angeschlossen.According to a particularly preferred first embodiment of the switching device according to the invention with the first switching device, the latter is set up to block for the entire duration of the presence of the second signal state. The first switching device can thus suppress the discharge current flow when the second signal state is present. For this purpose, the second connection of the first switching device is preferably connected to the first supply line.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann ferner eine Schalteinrichtung aufweisen, die in Abhängigkeit des Steuersignals steuerbar ist, zwischen dem Steuereingang und der zweiten Versorgungsleitung verschaltet ist und dazu eingerichtet ist, beim Vorliegen des zweiten Signalzustands zu leiten, wenn die Schaltleitung auf dem ersten Potential liegt. Diese - auch als zweite Schalteinrichtung zu bezeichnende - Schalteinrichtung kann mithin den Ladestromfluss von der zweiten Versorgungsleitung zur Schaltleitung bereitstellen.The circuit arrangement according to the invention can furthermore have a switching device which can be controlled as a function of the control signal, is connected between the control input and the second supply line and is designed to conduct when the second signal state is present when the switching line is at the first potential. This switching device, which can also be referred to as the second switching device, can therefore provide the charging current flow from the second supply line to the switching line.

Dabei ist es, insbesondere bei der besonders bevorzugten ersten Ausführungsform, vorteilhaft, dass die zweite Schalteinrichtung dazu eingerichtet ist, während der gesamten Dauer des Vorliegens des ersten Signalzustands zu sperren. Die zweite Schalteinrichtung kann so den Entladestromfluss bei Vorliegen des ersten Signalzustands unterdrücken. Dazu ist der zweite Anschluss der zweiten Schalteinrichtung bevorzugt an die zweite Versorgungsleitung angeschlossen. Die Transistoren der ersten Schalteinrichtung und der zweiten Schalteinrichtung sind bevorzugt von unterschiedlichem Typ, also beispielsweise npn- bzw. pnp-Bipolartransistoren oder n- bzw. p-Kanal-Feldeffekttransistoren.It is advantageous, in particular in the particularly preferred first embodiment, that the second switching device is set up to block for the entire duration of the presence of the first signal state. The second switching device can thus suppress the discharge current flow when the first signal state is present. For this purpose, the second connection of the second switching device is preferably connected to the second supply line. The transistors of the first switching device and the second switching device are preferably of different types, for example npn or pnp bipolar transistors or n or p-channel field-effect transistors.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung mit einer der Schalteinrichtungen oder beiden Schalteinrichtungen ist die oder eine jeweilige Schalteinrichtung in zusätzlicher Abhängigkeit eines Potentials am Steuereingang des Funktionselements steuerbar. In diesem Fall ist typischerweise der erste Anschluss der oder einer jeweiligen Schalteinrichtung mit der Versorgungsleitung verbunden. Bei der zweiten Ausführungsform reduziert sich der Schaltungsaufwand im Vergleich zur ersten Ausführungsform, wobei die erste Schalteinrichtung bei Vorliegen des zweiten Signalzustands bzw. die zweite Schalteinrichtung bei Vorliegen des ersten Signalzustands allerdings einen geringen Entladestromfluss verursachen. Dies führt im Vergleich zur ersten Ausführungsform zu einer etwas weniger stabilen, außerhalb des Spannungsintervalls liegen Spannung über der Kapazität, die aber je nach Einsatzzweck der Schaltungsanordnung oder der Auslegung des Funktionselements tolerierbar sein kann.According to a second embodiment of the switching device according to the invention with one of the switching devices or both switching devices the or a respective switching device can be controlled as a function of an additional potential at the control input of the functional element. In this case, the first connection of the or a respective switching device is typically connected to the supply line. In the second embodiment, the circuit complexity is reduced in comparison to the first embodiment, the first switching device when the second signal state is present or the second switching device when the first signal state is present, however, causing a low discharge current flow. Compared to the first embodiment, this leads to a somewhat less stable voltage which lies outside the voltage interval above the capacitance, but which may be tolerable depending on the intended use of the circuit arrangement or the design of the functional element.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn zwischen einer jeweiligen Schalteinrichtung und dem Steuereingang jeweils eine Diode verschaltet ist, wobei die Dioden entgegengesetzte Durchlassrichtungen aufweisen. Diese dienen insbesondere bei der ersten Ausführungsform zur Unterdrückung des Entladestromflusses.It is also expedient if a diode is connected between a respective switching device and the control input, the diodes having opposite pass directions. In the first embodiment in particular, these serve to suppress the discharge current flow.

Dabei wird es bevorzugt, wenn mit einer jeweiligen Diode ein Widerstand in Reihe geschaltet ist, wobei die Widerstände unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen. Bei der zweiten Ausführungsform können Stromflüsse zu den jeweiligen Versorgungleitungen durch Wahl der Widerstandswerte unterschiedlich eingestellt werden. Bei der ersten Ausführungsform dienen die Wiederstände hingegen primär der Einstellung einer Zeitkonstante für das Laden der Kapazität.It is preferred if a resistor is connected in series with a respective diode, the resistors having different resistance values. In the second embodiment, current flows to the respective supply lines can be set differently by choosing the resistance values. In the first embodiment, however, the resistors primarily serve to set a time constant for loading the capacitance.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann ferner vorgesehen sein, dass sie ein oder zwei eingangsseitige Schaltelemente aufweist, wobei das oder ein jeweiliges Schaltelement die Versorgungsleitungen über einen Widerstand verbindet. Insbesondere kann ein Steueranschluss des oder eines jeweiligen Schaltelements den Eingang bilden. Insbesondere im Hinblick auf die erste und zweite Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Steueranschluss der oder einer jeweiligen Schalteinrichtung zwischen dem oder einem Schaltelement und dem Widerstand angeschlossen ist.In the circuit arrangement according to the invention it can further be provided that it has one or two input-side switching elements, the or a respective switching element connecting the supply lines via a resistor. In particular, a control connection of the or of a respective switching element can form the input. In particular with regard to the first and second embodiment, it can be provided that a control connection of the or a respective switching device is connected between the or a switching element and the resistor.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung weist sie eine Widerstandseinheit auf, die das Schaltelement und den Steuereingang miteinander verbindet. Die dritte Ausführungsform kommt insbesondere ohne Schalteinrichtungen aus und ist folglich besonders einfach zu realisieren. Wie die zweite Ausführungsform weist sie aber auch eine im Vergleich zur ersten Ausführungsform geringere Spannungsstabilität auf.According to a third embodiment of the circuit arrangement according to the invention, it has a resistance unit which connects the switching element and the control input to one another. The third embodiment in particular manages without switching devices and is consequently particularly easy to implement. Like the second embodiment, however, it also has a lower voltage stability than the first embodiment.

Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn ein Widerstandswert der Widerstandseinheit von einer Stromrichtung durch die Widerstandseinheit abhängig ist. Auch hier können Stromflüsse zu den jeweiligen Versorgungleitungen durch Wahl der Widerstandswerte unterschiedlich eingestellt werden.It is particularly preferred if a resistance value of the resistance unit is dependent on a current direction through the resistance unit. Here, too, current flows to the respective supply lines can be set differently by choosing the resistance values.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist das Funktionselement bevorzugt ein elektronisch gesteuerter Schalter, insbesondere ein Feldeffekttransistor. Die Kapazität ist dann durch die Gate-Source-Kapazität des Feldeffekttransistors realisiert.In the circuit arrangement according to the invention, the functional element is preferably an electronically controlled switch, in particular a field effect transistor. The capacitance is then realized by the gate-source capacitance of the field effect transistor.

Die Schaltungsanordnung kann ferner einen Widerstand in der Schaltleitung aufweisen, wobei der elektronisch gesteuerte Schalter mit einem weiteren Widerstand in Reihe geschaltet ist, um beide Widerstände in Abhängigkeit des Steuersignals parallel zu schalten. Durch die Schaltungsanordnung kann folglich der Gesamtwiderstand in der Schaltleitung auch bei wechselnden Potentialen auf der Schaltleitung in Abhängigkeit des Steuersignals variiert werden.The circuit arrangement can furthermore have a resistor in the switching line, the electronically controlled switch being connected in series with a further resistor in order to connect both resistors in parallel as a function of the control signal. As a result of the circuit arrangement, the total resistance in the switching line can be varied as a function of the control signal even with changing potentials on the switching line.

Zweckmäßigerweise ist bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ferner vorgesehen, dass sie einen parallel zur Kapazität geschalteten Kondensator aufweist. Die Kapazität des Kondensators addiert sich mithin zur Kapazität des Funktionselements.It is also expedient in the circuit arrangement according to the invention that it has a capacitor connected in parallel with the capacitance. The capacitance of the capacitor thus adds up to the capacitance of the functional element.

Außerdem kann die Schaltungsanordnung eine parallel zur Kapazität des Funktionselements geschaltete, insbesondere aus zwei gegengerichtet in Reihe geschalteten Zener-Dioden gebildete, Spannungsbegrenzungseinheit umfassen. Die Zielspannungen können so an eine zulässige Maximalspannung und/oder Minimalspannung am Steuereingang der Funktionseinheit angepasst werden.In addition, the circuit arrangement can comprise a voltage limiting unit connected in parallel with the capacitance of the functional element, in particular formed from two Zener diodes connected in opposite directions in series. The target voltages can thus be adapted to a permissible maximum voltage and / or minimum voltage at the control input of the functional unit.

Daneben betrifft die Erfindung ein Stromrichter umfassend wenigstens zwei Halbbrücken, die jeweils zwei in Reihe geschaltete Leistungsschaltelemente aufweisen, eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, eine Treibereinheit, die dazu eingerichtet ist, über die Schaltleitung einen Steueranschluss eines der Leistungsschaltelemente anzusteuern, und eine Spannungsversorgungseinheit, die zum gemeinsamen Versorgen der Treibereinheit und der Schaltungsanordnung über deren erste Versorgungsleitung und zweite Versorgungsleitung eingerichtet ist.In addition, the invention relates to a converter comprising at least two half bridges, each of which has two power switching elements connected in series, a circuit arrangement according to the invention, a driver unit which is set up to control a control connection of one of the power switching elements via the switching line, and a voltage supply unit for common supply the driver unit and the circuit arrangement are set up via their first supply line and second supply line.

Die Erfindung betrifft schließlich ein Fahrzeug, insbesondere Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug, umfassend einen Elektromotor, welcher zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist, und einen erfindungsgemäßen Stromrichter zum Versorgen des Elektromotors.Finally, the invention relates to a vehicle, in particular a hybrid vehicle or an electric vehicle, comprising an electric motor which is set up to drive the vehicle and a converter according to the invention for supplying the electric motor.

Alle Ausführungen zur erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung lassen sich analog auf den erfindungsgemäßen Stromrichter und das erfindungsgemäße Fahrzeug übertragen, so dass die vorgenannten Vorteile auch mit diesen erzielt werden können. All statements relating to the circuit arrangement according to the invention can be transferred analogously to the converter and the vehicle according to the invention, so that the aforementioned advantages can also be achieved with these.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;
2 ein Diagramm mit Spannungsverläufen über die Zeit während des Betriebs der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung;
3 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemä-ßen Schaltungsanordnung;
4 ein Diagramm mit Spannungsverläufen über die Zeit während des Betriebs der in 3 gezeigten Schaltungsanordnung;
5 ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; und
6 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stromrichters.

Further advantages and details of the present invention result from the exemplary embodiments described below and from the drawings. These are schematic representations and show:

1 a circuit diagram of a first embodiment of a circuit arrangement according to the invention;
2nd a diagram with voltage curves over time during the operation of the in 1 circuit arrangement shown;
3rd a circuit diagram of a second embodiment of a circuit arrangement according to the invention;
4th a diagram with voltage curves over time during the operation of the in 3rd circuit arrangement shown;
5 a circuit diagram of a third embodiment of a circuit arrangement according to the invention; and
6 a schematic diagram of an embodiment of a vehicle according to the invention with an embodiment of a converter according to the invention.

1 ist ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung 1, die über einen Eingang 2 ein Steuersignal 3 erhält. Die Schaltungsanordnung 1 ist exemplarisch über weitere Eingänge 4, 5 mit einer Spannungsversorgungseinheit 2a, über einen Eingang 6 mit einer Treibereinheit 6a und über einen Ausgang 7 mit einem Steueranschluss 8 eines Leistungsschaltelements 9 in Form eines Bipolartransistors mit isoliertem Gate (IGBT) verbunden. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a circuit arrangement 1 that have an entrance 2nd a control signal 3rd receives. The circuit arrangement 1 is exemplary of other inputs 4th , 5 with a power supply unit 2a , via an entrance 6 with a driver unit 6a and through an exit 7 with a control connection 8th a power switching element 9 connected in the form of a bipolar transistor with insulated gate (IGBT).

Die Spannungsversorgungseinheit 2a weist eine erste Spannungsquelle 10, die eine Spannung zum Einschalten des Leistungsschaltelements 9 von beispielsweise +15 Volt gegenüber einem Potential 11, das einem Potential an einem Referenzanschluss 8a (hier dem Emitteranschluss) des Leistungsschaltelements 9 entspricht, bereitstellt, und eine zweite Spannungsquelle 12, die eine Spannung zum Ausschalten des Leistungsschaltelements 9 von beispielsweise -8 Volt bereitstellt, auf. Die Treibereinheit 6a ist ebenfalls mit den Spannungsquellen 10, 12 verbunden und dazu eingerichtet, in Abhängigkeit eines getakteten Signals 14 wechselweise die Spannung der ersten Spannungsquelle 10 oder die Spannung der zweiten Spannungsquelle 12 am Eingang 6 der Schaltungsanordnung bereitzustellen. The power supply unit 2a has a first voltage source 10th that have a voltage to turn on the power switching element 9 of, for example, +15 volts versus a potential 11 that has a potential at a reference terminal 8a (here the emitter connection) of the power switching element 9 corresponds, provides, and a second voltage source 12 that have a voltage to turn off the power switching element 9 of -8 volts, for example. The driver unit 6a is also with the voltage sources 10th , 12 connected and set up depending on a clocked signal 14 alternately the voltage of the first voltage source 10th or the voltage of the second voltage source 12 at the entrance 6 to provide the circuit arrangement.

Die Schaltungsanordnung 1 umfasst eine erste Versorgungsleitung 15 für ein erstes Potential, welches über den Eingang 4 von der ersten Spannungsquelle 10 bereitgestellt wird, und eine zweite Versorgungsleitung 16 für ein zweites Potential, welches über den Eingang 5 von der zweiten Spannungsquelle 12 bereitgestellt wird. Ferner umfasst die Schaltungsanordnung 1 eine Schaltleitung 17, welche wechselweise mit der ersten Versorgungsleitung 15 und der zweiten Versorgungsleitung 16 verbindbar ist, was vorliegend mittels der Treibereinheit 6a erfolgt. Die Schaltleitung 17 weist mithin ein gegenüber dem Potential 11 bzw. den Versorgungsleitungen 15, 16 in Abhängigkeit des getakteten Signals 14 wechselndes Potential auf.The circuit arrangement 1 comprises a first supply line 15 for a first potential, which is via the input 4th from the first voltage source 10th is provided, and a second supply line 16 for a second potential, which is via the input 5 from the second voltage source 12 provided. The circuit arrangement also includes 1 a switching line 17th which alternate with the first supply line 15 and the second supply line 16 what can be connected in the present case by means of the driver unit 6a he follows. The switching line 17th therefore indicates a potential 11 or the supply lines 15 , 16 depending on the clocked signal 14 changing potential.

Daneben umfasst die Schaltungsanordnung 1 ein Funktionselement 18 mit einem Steuereingang 19 und einer Kapazität 20 zwischen dem Steuereingang 19 und der Schaltleitung 17 auf. Das Funktionselement 18 führt Funktionen in Abhängigkeit der über der Kapazität 20 abfallenden Spannung durch. Um diese Funktionen abhängig vom Signalzustand des Steuersignals 3 zu machen, wird der Signalzustand des Steuersignals 3 vom Eingang 2 an das Funktionselement 18 übertragen. Dabei wird eine erste Funktion durchgeführt, wenn die Spannung sicher über einem ersten Schwellwert liegt, und eine zweite Funktion durchgeführt, wenn die Spannung sicher unter dem zweiten Schwellwert liegt. Mithin begrenzen die Schwellwerte ein Spannungsintervall, das die Kapazität 20 - bis auf Durchgänge beim Wechsel zwischen den Funktionen - unabhängig vom mit der Schaltleitung 17 verbundenen Potential und vom Signalzustand des Steuersignals 3 nicht einnehmen soll.In addition, the circuit arrangement includes 1 a functional element 18th with a control input 19th and a capacity 20th between the control input 19th and the switching line 17th on. The functional element 18th performs functions depending on the capacity 20th falling voltage through. These functions depend on the signal state of the control signal 3rd to make the signal state of the control signal 3rd from the entrance 2nd to the functional element 18th transfer. A first function is carried out when the voltage is safely above a first threshold value and a second function is carried out when the voltage is safely below the second threshold value. The threshold values therefore limit a voltage interval, which is the capacity 20th - Except for passages when changing between the functions - regardless of that with the switching cable 17th connected potential and the signal state of the control signal 3rd should not take.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Funktionselement 18 als elektrischer Schalter 21 in Form eines Feldeffekttransistors ausgebildet und dient dazu, einen in der Schaltleitung 17 verschalteten Widerstand 22 in Abhängigkeit des Steuersignals 3 parallel zu einem weiteren mit dem Funktionselement 18 in Reihe geschalteten Widerstand 23 zu schalten, um so einen Gatewiderstand mit einem geringeren Wert als dem Wert des Widerstand 22 für das Ausschalten des Leistungsschaltelement 9 bereitzustellen.In the present exemplary embodiment, the functional element is 18th as an electrical switch 21st formed in the form of a field effect transistor and serves one in the switching line 17th interconnected resistance 22 depending on the control signal 3rd parallel to another with the functional element 18th series resistor 23 to switch so as to have a gate resistor with a value less than the value of the resistor 22 for switching off the power switching element 9 to provide.

Zum Übertragen des Steuersignals 3 an das Funktionselement 18 ist die Schaltungsanordnung 1 dazu eingerichtet, die Kapazität 20 bei Vorliegen des ersten Signalzustands des Steuersignals 3 über die erste Versorgungsleitung 15 mittels eines Ladestromflusses auf eine erste Zielspannung aufzuladen, wenn die Schaltleitung 17 auf dem zweiten Potential liegt. Dabei unterdrückt die Schaltungsanordnung 1 einen dem Ladestromfluss entgegengesetzten Entladestromfluss aus der Kapazität 20 zur ersten Versorgungsleitung 15, wenn die Schaltleitung 17 auf dem ersten Potential liegt, um eine über der Kapazität 20 abfallende Spannung außerhalb des Spannungsintervalls jenseits des ersten Schwellwerts zu halten. Analog dazu ist die Schaltungsanordnung 1 auch dazu eingerichtet, die Kapazität 20 bei Vorliegen des zweiten Signalzustands des Steuersignals 3 über die zweite Versorgungsleitung 16 mittels eines Ladestromflusses auf eine zur ersten Zielspannung komplementäre zweite Zielspannung aufzuladen, wenn die Schaltleitung 17 auf dem ersten Potential liegt. Dabei unterdrückt die Schaltungsanordnung 1 einen dem Ladestromfluss entgegengesetzten Entladestromfluss aus der Kapazität 20 zur zweiten Versorgungsleitungen 16, wenn die Schaltleitung 17 auf dem zweiten Potential liegt, um die über der Kapazität 20 abfallende Spannung außerhalb des Spannungsintervalls jenseits des zweiten Schwellwerts zu halten. Das heißt, die Schaltungsanordnung 1 lädt die Kapazität 20 bei einem Wechsel des Signalzustands auf einen so hohen Spannungsbetrag um, dass der Steuereingang 19 der Funktionseinheit 18 im ersten Signalzustand gegenüber der Schaltleitung 17 stets auf einem hohen Potential und im zweiten Signalzustand gegenüber der Schaltleitung 17 stets auf einem niedrigen Potential liegt, unabhängig davon, welche Versorgungsleitung 15, 16 gerade mit der Schaltleitung 17 verbunden ist.For transmitting the control signal 3rd to the functional element 18th is the circuit arrangement 1 set up capacity 20th when the first signal state of the control signal is present 3rd via the first supply line 15 by means of a charging current flow to charge a first target voltage when the switching line 17th is at the second potential. It suppresses the Circuit arrangement 1 a discharge current flow from the capacitance opposite to the charge current flow 20th to the first supply line 15 when the switching line 17th is at the first potential, one over the capacity 20th keep falling voltage outside the voltage interval beyond the first threshold. The circuit arrangement is analogous to this 1 also set up capacity 20th when the second signal state of the control signal is present 3rd via the second supply line 16 by means of a charging current flow to a second target voltage complementary to the first target voltage when the switching line 17th is at the first potential. The circuit arrangement is suppressed 1 a discharge current flow from the capacitance opposite to the charge current flow 20th to the second supply lines 16 when the switching line 17th is at the second potential, which is about the capacity 20th keep falling voltage outside the voltage interval beyond the second threshold. That is, the circuit arrangement 1 loads the capacity 20th when the signal state changes to such a high voltage that the control input 19th the functional unit 18th in the first signal state compared to the switching line 17th always at a high potential and in the second signal state compared to the switching line 17th is always at a low potential, regardless of which supply line 15 , 16 straight with the switching cable 17th connected is.

Die Schaltungsanordnung 1 weist dazu eine erste Schalteinrichtung 24 auf, die in Abhängigkeit des Steuersignals 3 steuerbar und zwischen der ersten Versorgungsleitung 15 und dem Steuereingang 19 verschaltet ist. Die erste Schalteinrichtung 24 ist dazu eingerichtet, beim Vorliegen des ersten Signalzustands zu leiten, um den Ladestromfluss von der ersten Versorgungsleitung 15 zur Kapazität 20 zu ermöglichen. Gleichzeitig ist die erste Schalteinrichtung 24 zum Sperren während der zweite Signalzustand vorliegt eingerichtet.The circuit arrangement 1 has a first switching device 24th depending on the control signal 3rd controllable and between the first supply line 15 and the control input 19th is connected. The first switching device 24th is set up to direct the flow of charging current from the first supply line when the first signal state is present 15 to capacity 20th to enable. At the same time is the first switching device 24th set up for locking while the second signal state is present.

Analog dazu weist die Schaltungsanordnung 1 eine zweite Schalteinrichtung 25 auf, die in Abhängigkeit des Steuersignals 3 steuerbar sowie zwischen dem Steuereingang 19 und der zweiten Versorgungsleitung 17 verschaltet ist. Die zweite Schalteinrichtung 25 ist dazu eingerichtet, beim Vorliegen des zweiten Signalzustands zu leiten, um den Ladestromfluss von der Kapazität 20 zur zweiten Versorgungsleitung 17 zu ermöglichen. Gleichzeitig ist die zweite Schalteinrichtung 25 zum Sperren während der erste Signalzustand vorliegt eingerichtet.The circuit arrangement has the same analogy 1 a second switching device 25th depending on the control signal 3rd controllable as well as between the tax input 19th and the second supply line 17th is connected. The second switching device 25th is set up to direct the charge current flow from the capacitance when the second signal state is present 20th to the second supply line 17th to enable. At the same time is the second switching device 25th set up for blocking while the first signal state is present.

Beide Schalteinrichtungen 24, 25 umfassen jeweils einen Transistor 26 und ein Widerstandsnetzwerk 27, welches den Arbeitspunkt des Transistors 26 einstellt. Der Transistor 26 realisiert somit eine Schaltstrecke zwischen einem ersten Anschluss 28 und einem zweiten Anschluss 29 einer jeweiligen Schalteinrichtung 24, 25. Die Schaltstrecke ist mithin in Abhängigkeit einer Spannungsdifferenz zwischen einem Steueranschluss 30 und dem zweiten Anschluss 29 steuerbar. Da der zweite Anschluss 29 der ersten Schalteinrichtung 24 mit dem hohen Potential der ersten Versorgungsleitung 15 verbunden ist, ist der Transistor 26 ein pnp-Bipolartransistor oder alternativ ein p-Kanal-Feldeffekttransistor. Analog dazu zu ist der Transistor 26 der zweiten Schalteinrichtung 25 ein npn-Bipolartransistor oder alternativ ein n-Kanal-Feldeffekttransistor, da der zweite Anschluss 29 der zweiten Schalteinrichtung 25 auf dem niedrigen Potential der zweiten Versorgungsleitung 16 liegt.Both switching devices 24th , 25th each include a transistor 26 and a resistance network 27th , which is the operating point of the transistor 26 sets. The transistor 26 thus implements a switching path between a first connection 28 and a second connector 29 a respective switching device 24th , 25th . The switching distance is therefore dependent on a voltage difference between a control connection 30th and the second connector 29 controllable. Because the second connector 29 the first switching device 24th with the high potential of the first supply line 15 is connected is the transistor 26 a pnp bipolar transistor or alternatively a p-channel field effect transistor. The transistor is analogous to 26 the second switching device 25th an npn bipolar transistor or alternatively an n-channel field effect transistor, since the second connection 29 the second switching device 25th at the low potential of the second supply line 16 lies.

Darüber hinaus weist Schaltungsanordnung 1 ein erstes Schaltelement 31 und ein zweites Schaltelement 32 auf, die jeweils eine Schaltstrecke zwischen einem ersten Anschluss 33 und einen zweiten Anschluss 34 realisieren, wobei die Schaltstrecke in Abhängigkeit einer an einem Steueranschluss 35 anliegenden Spannung steuerbar ist. Die Schaltelemente 31, 32 weisen ferner einen Transistor 36 auf. Die Steueranschlüsse 35 sind dabei unmittelbar mit dem Eingang 2 verbunden. Während die zweiten Anschlüsse 34 der Schaltelemente 31, 32 mit der zweiten Versorgungsleitung 16 verbunden sind, sind der erste Anschluss 33 des ersten Schaltelements 31 über einen Widerstand 34 und der erste Anschluss 33 des zweiten Schaltelements 32 über einen Widerstand 35 mit der ersten Versorgungsleitung 15 verbunden. Der Steueranschluss 30 der ersten Schalteinrichtung 24 ist dazu zwischen dem Widerstand 34 und dem ersten Anschluss 33 des ersten Schaltelement 31 angeschlossen. Dementsprechend ist der Steueranschluss 30 der zweiten Schalteinrichtung 25 zwischen dem ersten Anschluss 33 des zweiten Schaltelements 32 und dem Widerstand 35 angeschlossen.In addition, circuit arrangement 1 a first switching element 31 and a second switching element 32 on, each a switching path between a first connection 33 and a second connector 34 realize, the switching path depending on one at a control connection 35 applied voltage is controllable. The switching elements 31 , 32 also have a transistor 36 on. The control connections 35 are directly with the entrance 2nd connected. During the second connections 34 of the switching elements 31 , 32 with the second supply line 16 are the first connection 33 of the first switching element 31 about a resistance 34 and the first port 33 of the second switching element 32 about a resistance 35 with the first supply line 15 connected. The control connection 30th the first switching device 24th is between the resistance 34 and the first connection 33 of the first switching element 31 connected. The control connection is accordingly 30th the second switching device 25th between the first port 33 of the second switching element 32 and the resistance 35 connected.

Liegt mithin am Eingang 2 eine den ersten Signalzustand repräsentierende positive Spannung an, werden die Schaltstrecken bei der Schaltelemente 31, 32 leitend, so dass die Steueranschlüsse 30 beider Schalteinrichtung 24, 25 auf dem Potential der zweiten Versorgungsleitung 16 liegen. Dadurch wird zum einen die Schaltstrecke der ersten Schalteinrichtung 24 leitend, so dass der Ladestromfluss fließen kann. Zum anderen sperrt die zweite Schalteinrichtung 25, um den Entladestromfluss während der gesamten Dauer des Vorliegens des ersten Signalzustands zu unterdrücken. Analog dazu führt eine am Eingang 2 anliegende, den zweiten Signalzustand repräsentierende geringe Spannung dazu, dass die Schaltelemente 31, 32 sperren, so dass die Steueranschlüsse 30 der Schalteinrichtungen 24, 25 auf dem Potential der ersten Versorgungsleitung 15 gezogen werden. Entsprechend wird die Schaltstrecke der zweiten Schalteinrichtung 25 leitend, so dass der Ladestromfluss fließen kann, wohingegen die erste Schalteinrichtung 24 sperrt, um den Entladestromfluss während der gesamten Dauer des Vorliegens des zweiten Signalzustands zu unterdrücken.Is therefore at the entrance 2nd a positive voltage representing the first signal state, the switching paths in the switching elements 31 , 32 conductive so that the control connections 30th both switching devices 24th , 25th at the potential of the second supply line 16 lie. On the one hand, this makes the switching path of the first switching device 24th conductive so that the charging current flow can flow. On the other hand, the second switching device blocks 25th to suppress the discharge current flow throughout the duration of the presence of the first signal state. Similarly, one leads at the entrance 2nd applied low voltage representing the second signal state to the fact that the switching elements 31 , 32 lock so the control connections 30th of the switching devices 24th , 25th at the potential of the first supply line 15 to be pulled. The switching path of the second switching device becomes corresponding 25th conductive so the Charging current flow can flow, whereas the first switching device 24th locks to suppress the discharge current flow for the entire duration of the presence of the second signal state.

Die Schaltungsanordnung 1 weist ferner eine erste Diode 37, die mit einem ersten Widerstand 38 in Reihe zwischen dem ersten Anschluss 28 der ersten Schalteinrichtung 24 und der Kapazität 20 verschaltet ist, und eine zweite Diode 39, die mit einem zweiten Widerstand 40 in Reihe zwischen dem ersten Anschluss 28 der zweiten Schalteinrichtung 25 und der Kapazität 20 verschaltet ist, auf. Die Durchlassrichtung einer jeweiligen Diode 37, 39 entspricht dabei der Richtung des jeweils gewünschten Ladestromflusses. Dadurch werden unerwünschte Entladestromflüsse, wenn die mit einer jeweiligen Diode 37, 39 verbundene Schalteinrichtung 24, 25 leitet, vermieden. Durch die Widerstände 37, 40 wird eine jeweilige Zeitkonstante des Ladestromflusses eingestellt.The circuit arrangement 1 also has a first diode 37 that with a first resistance 38 in series between the first port 28 the first switching device 24th and capacity 20th is connected, and a second diode 39 that with a second resistor 40 in series between the first port 28 the second switching device 25th and capacity 20th is connected to. The forward direction of each diode 37 , 39 corresponds to the direction of the desired charging current flow. This eliminates undesirable discharge current flows when the one with a respective diode 37 , 39 connected switching device 24th , 25th leads, avoided. Through the resistors 37 , 40 a respective time constant of the charging current flow is set.

Daneben weist die Schaltungsanordnung 1 einen Kondensator 41 auf, der parallel zur Kapazität 20 geschaltet ist. Die Kapazität des Kondensator 41 addiert sich zur Kapazität 20, so dass durch geeignete Wahl der Kapazität des Kondensator 41 und der Werte der Widerstände 38, 40 für den Betrieb der Schaltungsanordnung 1 geeignete Zeitkonstanten der Umladevorgänge einstellbar sind.In addition, the circuit arrangement points 1 a capacitor 41 on that parallel to the capacity 20th is switched. The capacitance of the capacitor 41 adds up to the capacity 20th so that by appropriate choice of the capacitance of the capacitor 41 and the values of the resistors 38 , 40 for the operation of the circuit arrangement 1 suitable time constants of the reloading processes can be set.

Schließlich weist die Schaltungsanordnung 1 eine Spannungsbegrenzungseinheit 42 auf, die parallel zur Kapazität 20 des Funktionselements 18 geschaltet ist und aus zwei zueinander entgegengesetzt in Reihe geschalteten Zehnerdioden 43, 44 gebildet ist. Die Spannungsbegrenzungseinheit 42 begrenzt dabei die am Steuereingang 19 anliegende Spannung auf zulässige Maximal- und Minimalwerte des Funktionselements 18.Finally, the circuit arrangement 1 a voltage limiting unit 42 on that parallel to the capacity 20th of the functional element 18th is switched and from two oppositely connected tens diodes 43 , 44 is formed. The voltage limiting unit 42 limits the one at the control input 19th applied voltage to permissible maximum and minimum values of the functional element 18th .

2 ist ein Diagramm des Verlaufs 45 einer Spannung U, welche über der Kapazität 20 abfällt, über die Zeit t während des Betriebs der Schaltungsanordnung 1. Dabei markieren eine Linie 46 die auf das Potential 11 bezogene Spannung der ersten Versorgungsleitung 15 und eine Linie 47 die auf das Potential 11 bezogene Spannung der zweiten Versorgungsleitung 16. Das Spannungsintervall ist mit einem Bezugszeichen 45a versehen. Die Spannung der Schaltleitung 17 wechselt gegenüber dem Potential 11 in Abhängigkeit des getakteten Signals 14 so oft, dass ihr Einfluss auf den Verlauf 45 der Spannung U in 2 nicht zeitlich aufgelöst darstellbar ist. 2nd is a graph of the course 45 a voltage U, which is above the capacitance 20th drops over time t during the operation of the circuit arrangement 1 . Mark a line 46 the on the potential 11 referred voltage of the first supply line 15 and a line 47 the on the potential 11 related voltage of the second supply line 16 . The voltage interval is marked with a reference number 45a Mistake. The voltage of the switching line 17th changes towards the potential 11 depending on the clocked signal 14 so often that its influence on the course 45 the voltage U in 2nd cannot be represented in a temporally resolved manner.

Der Verlauf 45 der Spannung über der Kapazität 20 entspricht dabei qualitativ dem Verlauf des Steuersignals 3, welches seinen Signalzustand wesentlich seltener wechselt als das getaktete Signal 14. Ersichtlich wird dem Steuereingang 19 eine saubere Steuerspannung bereitgestellt, die durch die Spannungsbegrenzungseinheit 42 auf ±17 Volt begrenzt ist. Der Verlauf 45 weist lediglich eine geringe, der Schaltfrequenz des getakteten Signals 14 entsprechende Welligkeit 48 auf, der daher rührt, dass der unerwünschte Entladestromfluss zwar unterdrückt aber nicht vollständig unterbunden wird.The history 45 the voltage over the capacity 20th corresponds qualitatively to the course of the control signal 3rd , which changes its signal state much less often than the clocked signal 14 . You can see the tax entrance 19th a clean control voltage is provided by the voltage limiting unit 42 is limited to ± 17 volts. The history 45 only has a low switching frequency of the clocked signal 14 corresponding ripple 48 which stems from the fact that the undesired discharge current flow is suppressed but not completely prevented.

3 ist ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung 1, wobei gleiche oder gleichwirkende Komponenten im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Bei der Erläuterung der Funktion dieses Ausführungsbeispiels wird eine identische äußere Beschaltung wie in 1 dargestellt angenommen. 3rd is a circuit diagram of a second embodiment of a circuit arrangement 1 , the same or equivalent components are provided with identical reference numerals compared to the first embodiment. When the function of this exemplary embodiment is explained, an identical external circuit as in FIG 1 shown assumed.

Die Schaltungsanordnung 1 ist dazu eingerichtet während des Vorliegens eines jeweiligen Signalzustands den Entladestromfluss aus der Kapazität 20 zu einer der Versorgungsleitungen 15, 16 zu begrenzen, um die über der Kapazität 20 abfallende Spannung außerhalb des Spannungsintervalls zu halten, sodass die Spannung über der Kapazität 20 stets zuverlässig eine der Funktionen des Funktionselements 18 realisiert. Eine Unterdrückung des Entladestromflusses erfolgt im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel hier also nicht. Dafür lässt sich die Schaltungsanordnung 1 einfacher realisieren.The circuit arrangement 1 is set up to discharge current flow from the capacity during the presence of a respective signal state 20th to one of the supply lines 15 , 16 to limit the over capacity 20th keep falling voltage outside the voltage interval, so the voltage is above the capacitance 20th always reliably one of the functions of the functional element 18th realized. In contrast to the first exemplary embodiment, the discharge current flow is not suppressed here. The circuit arrangement can be used for this 1 easier to realize.

Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel weist das zweite Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung lediglich ein Schaltelement 31 und einen Widerstand 34 auf. Die Steuereingänge 30 beider Schalteinrichtungen 24, 25 sind zwischen dem ersten Anschluss 33 des Schaltelements 31 und dem Widerstand 34 angeschlossen. Darüber hinaus sind bei der ersten Schalteinrichtung 24 der erste Anschluss 28 mit der ersten Versorgungsleitung 15 und der zweite Anschluss 29 über die erste Diode 37 und den ersten Widerstand 38 mit der Kapazität 20 verbunden. Bei der zweiten Schalteinrichtung 25 sind der erste Anschluss 28 mit der zweiten Versorgungsleitung 16 und der zweite Anschluss 29 über die zweite Diode 39 und den zweiten Widerstand 40 mit der Kapazität 20 verbunden. Dadurch sind die Schalteinrichtungen 24, 25 in zusätzlicher Abhängigkeit eines Potentials am Steuerausgang 19 steuerbar. Die Schalteinrichtungen 24, 25 realisieren mithin jeweils einen Spannungsfolger, bei dem das Potential am zweiten Anschluss 29 dem Potential am Steuereingang 30 folgt. Der Transistor 26 der ersten Schalteinrichtung 24 ist dementsprechend als npn-Bipolartransistor oder alternativ als n-Kanal-Feldeffekttransistor realisiert. Der Transistor 26 der zweiten Schalteinrichtung 25 ist folglich als pnp-Bipolartransistor oder p-Kanal-Feldeffekttransistor realisiert.In comparison to the first exemplary embodiment, the second exemplary embodiment of the circuit arrangement has only one switching element 31 and a resistance 34 on. The control inputs 30th both switching devices 24th , 25th are between the first connection 33 of the switching element 31 and the resistance 34 connected. In addition, the first switching device 24th the first port 28 with the first supply line 15 and the second port 29 over the first diode 37 and the first resistance 38 with the capacity 20th connected. With the second switching device 25th are the first connection 28 with the second supply line 16 and the second port 29 via the second diode 39 and the second resistance 40 with the capacity 20th connected. This makes the switching devices 24th , 25th depending on a potential at the control output 19th controllable. The switching devices 24th , 25th each implement a voltage follower with the potential at the second connection 29 the potential at the control input 30th follows. The transistor 26 the first switching device 24th is accordingly implemented as an npn bipolar transistor or alternatively as an n-channel field effect transistor. The transistor 26 the second switching device 25th is consequently realized as a pnp bipolar transistor or p-channel field effect transistor.

Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal 3 mit einer komplementären Logik zum Funktionselement 18 übertragen. Liegt mithin am Eingang 3 eine den ersten Signalzustand repräsentierende hinreichend geringe Spannung an, so sperrt das Schaltelement 31 und die Steueranschlüsse 30 der Schalteinrichtungen 24, 25 werden auf das Potential der ersten Versorgungsleitung 15 gezogen. Dabei fließt der Ladestromfluss durch die erste Schalteinrichtung 24 und die erste Diode 37 zur Kapazität 20. Durch die zweite Schalteinrichtung 25 fließt jedoch in Abhängigkeit des Potentials auf der Schaltleitung 17 auch zeitweise der begrenzte Entladestromfluss zur zweiten Versorgungsleitung 16, der jedoch kleiner als der Ladestromfluss ist.In comparison to the first embodiment, the control signal 3rd with a complementary Functional element logic 18th transfer. Is therefore at the entrance 3rd a sufficiently low voltage representing the first signal state, the switching element blocks 31 and the control connections 30th of the switching devices 24th , 25th are on the potential of the first supply line 15 drawn. The charging current flows through the first switching device 24th and the first diode 37 to capacity 20th . Through the second switching device 25th however flows depending on the potential on the switching line 17th sometimes the limited discharge current flow to the second supply line 16 , which is however smaller than the charging current flow.

Analog dazu leitet das Schaltelement 31, wenn am Eingang 3 eine den zweiten Signalzustand repräsentierende positive Spannung anliegt. In diesem Fall liegen die Steueranschlüsse 30 der Schalteinrichtungen 24, 25 auf dem Potential der zweiten Versorgungsleitung 16. Dabei fließt der Ladestromfluss von der Kapazität 20 durch die zweite Schalteinrichtung 25 und die zweite Diode 39 zur zweiten Versorgungsleitung. Durch die erste Schalteinrichtung 24 fließt jedoch in Abhängigkeit des Potentials der Schaltleitung 17 auch zeitweise der begrenzte Entladestromfluss zur ersten Versorgungsleitung 15, der jedoch kleiner als der Ladestromfluss ist.The switching element conducts analogously 31 when at the entrance 3rd a positive voltage representing the second signal state is present. In this case, the control connections are located 30th of the switching devices 24th , 25th at the potential of the second supply line 16 . The charge current flow flows from the capacity 20th through the second switching device 25th and the second diode 39 to the second supply line. Through the first switching device 24th however flows depending on the potential of the switching line 17th sometimes the limited discharge current flow to the first supply line 15 , which is however smaller than the charging current flow.

4 ist ein Diagramm des Verlaufs 49 einer Spannung U, welche über der Kapazität 20 abfällt, über die Zeit t während des Betriebs des zweiten Ausführungsbeispiels, wobei die Darstellung im Übrigen 2 entspricht. 4th is a graph of the course 49 a voltage U, which is above the capacitance 20th falls over the time t during the operation of the second embodiment, the rest of the illustration 2nd corresponds.

Der Verlauf 49 der Spannung über der Kapazität 20 entspricht dabei qualitativ dem Verlauf des Steuersignals 3. Ersichtlich wird am Steuereingang 19 eine bezüglich der Signalzustände wohldefinierte Steuerspannung bereitgestellt, die durch die Spannungsbegrenzungseinheit 42 auf -17 Volt begrenzt ist. Der Verlauf 49 weist eine der Schaltfrequenz des getakteten Signals 14 entsprechende Welligkeit 50 auf, die größer als die Welligkeit 48 im ersten Ausführungsbeispiel ist. Folglich ist auch das Spannungsintervall 45a kleiner als im ersten Ausführungsbeispiel. Die Welligkeit resultiert daraus, dass der Entladestromfluss lediglich begrenzt und nicht unterdrückt wird. Für eine Vielzahl von möglichen Funktionselementen 19 ist die höhere Welligkeit 50 jedoch tolerierbar.The history 49 the voltage over the capacity 20th corresponds qualitatively to the course of the control signal 3rd . You can see it at the tax entrance 19th a control voltage which is well defined with respect to the signal states is provided by the voltage limiting unit 42 is limited to -17 volts. The history 49 has one of the switching frequency of the clocked signal 14 corresponding ripple 50 on that bigger than the ripple 48 is in the first embodiment. Consequently, the voltage interval is also 45a smaller than in the first embodiment. The ripple results from the fact that the discharge current flow is only limited and not suppressed. For a variety of possible functional elements 19th is the higher ripple 50 however tolerable.

5 ist ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung 1, wobei gleiche oder gleichwirkende Komponenten im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Bei der Erläuterung der Funktion dieses Ausführungsbeispiels wird eine identische äußere Beschaltung wie in 1 dargestellt angenommen. 5 is a circuit diagram of a third embodiment of a circuit arrangement 1 , the same or equivalent components are provided with identical reference numerals compared to the first embodiment. When the function of this exemplary embodiment is explained, an identical external circuit as in FIG 1 shown assumed.

Die Schaltungsanordnung 1 ist dazu eingerichtet während des Vorliegens eines jeweiligen Signalzustands den Entladestromfluss aus der Kapazität 20 zu einer der Versorgungsleitungen 15, 16 zu begrenzen. Eine Unterdrückung des Entladestromflusses erfolgt im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel auch hier nicht. Dafür lässt sich das dritte Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung 1 einfacher als das erste Ausführungsbeispiel und als das zweite Ausführungsbeispiel realisieren.The circuit arrangement 1 is set up to discharge current flow from the capacity during the presence of a respective signal state 20th to one of the supply lines 15 , 16 to limit. In contrast to the first exemplary embodiment, the discharge current flow is not suppressed here either. The third exemplary embodiment of the circuit arrangement can be used for this 1 easier to implement than the first embodiment and than the second embodiment.

Im Vergleich zu 1 weist das dritte Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung 1 lediglich ein Schaltelement 31 und einen Widerstand 34 auf. Auf die Schalteinrichtungen 24, 25 (vgl. 1) wird verzichtet. Das Schaltelement 31 dazu eingerichtet, einen Entladestromfluss zur zweiten Versorgungsleitung 17 während des Vorliegens des ersten Signalzustands zu unterdrücken und einen Entladestromfluss zur ersten Versorgungsleitung 15 während des Vorliegens des zweiten Signalzustands zu unterdrücken.Compared to 1 shows the third embodiment of the circuit arrangement 1 just a switching element 31 and a resistance 34 on. On the switching devices 24th , 25th (see. 1 ) is waived. The switching element 31 set up a discharge current flow to the second supply line 17th suppress during the presence of the first signal state and a discharge current flow to the first supply line 15 suppress during the presence of the second signal state.

Außerdem ist eine den Steuereingang 19 mit dem Schaltelement 31 verbindende Widerstandseinheit 51 vorgesehen, deren Widerstandswert von einer Stromrichtung eines durch sie fließenden Stroms abhängig ist. Dazu weist die Widerstandseinheit 51 eine Reihenschaltung aus einer ersten Diode 52 und einem ersten Widerstand 53 und eine dazu parallel geschaltete Reihenschaltung aus einer zweiten Diode 54 und einem zweiten Widerstand 55 auf. Dabei weisen die Dioden 52, 54 eine entgegengesetzte Durchlassrichtung auf und die Widerstände 53, 55 unterschiedliche Widerstandswerte auf. Alternative Ausgestaltungen der Widerstandseinheit 51 umfassen einen ersten Widerstand, der in Reihe mit einer Parallelschaltung aus einer Diode und einem zweiten Widerstand geschaltet ist, oder einen ersten Widerstand, der parallel zu einer Reihenschaltung aus einer Diode und einem zweiten Widerstand geschaltet ist.One is also the control input 19th with the switching element 31 connecting resistance unit 51 provided, the resistance value of which depends on a current direction of a current flowing through it. The resistance unit points to this 51 a series connection of a first diode 52 and a first resistance 53 and a series circuit comprising a second diode connected in parallel to it 54 and a second resistor 55 on. The diodes show 52 , 54 an opposite forward direction and the resistors 53 , 55 different resistance values. Alternative configurations of the resistance unit 51 comprise a first resistor which is connected in series with a parallel connection of a diode and a second resistor, or a first resistor which is connected in parallel with a series connection of a diode and a second resistor.

Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal 3 mit der komplementären Logik zum Funktionselement 18 übertragen. Liegt mithin am Eingang 2 eine den ersten Signalzustand repräsentierende hinreichend geringe Spannung an, so sperrt das Schaltelement 31 und die Widerstandseinheit 51 ist mit der ersten Versorgungsleitung 15 verbunden. Dabei fließt ein Ladestromfluss durch die erste Diode 52 zur Kapazität 20. Durch die zweite Diode 54 fließt jedoch in Abhängigkeit des Potentials auf der Schaltleitung 17 auch zeitweise der Entladestromfluss zur ersten Versorgungsleitung 15, der jedoch kleiner als der Ladestromfluss ist.In comparison to the first embodiment, the control signal 3rd with the complementary logic to the functional element 18th transfer. Is therefore at the entrance 2nd a sufficiently low voltage representing the first signal state, the switching element blocks 31 and the resistance unit 51 is with the first supply line 15 connected. A charge current flow flows through the first diode 52 to capacity 20th . Through the second diode 54 however flows depending on the potential on the switching line 17th sometimes the discharge current flows to the first supply line 15 , which is however smaller than the charging current flow.

Analog dazu leitet das Schaltelement 31, wenn am Eingang 3 eine den zweiten Signalzustand repräsentierende positive Spannung anliegt. In diesem Fall ist die Widerstandseinheit 51 mit der zweiten Versorgungsleitung 16 verbunden. Dabei fließt der Ladestromfluss von der Kapazität 20 durch die zweite Diode 54 zur zweiten Versorgungsleitung 16. Durch erste Diode 52 fließt jedoch in Abhängigkeit des Potentials der Schaltleitung 17 auch zeitweise der Entladestromfluss zur zweiten Versorgungsleitung 16, der jedoch kleiner als der Ladestromfluss ist.The switching element conducts analogously 31 when at the entrance 3rd a positive voltage representing the second signal state is present. In this case, the resistance unit 51 with the second supply line 16 connected. The charge current flow flows from the capacity 20th through the second diode 54 to the second supply line 16 . By first diode 52 however flows depending on the potential of the switching line 17th sometimes the discharge current flows to the second supply line 16 , which is however smaller than the charging current flow.

Der Verlauf einer Spannung, welche über der Kapazität 20 abfällt, entspricht im dritten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem in 4 gezeigten Verlauf 49.The course of a voltage, which is above the capacity 20th drops, essentially corresponds to that in FIG 4th shown course 49 .

6 ist eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 56 mit einem Ausführungsbeispiel eines Stromrichters 57. 6 is a schematic diagram of an embodiment of a vehicle 56 with an embodiment of a converter 57 .

Der Stromrichter 57 umfasst drei Halbbrücken 58, die jeweils zwei in Reihe geschaltete Leistungsschaltelemente 9 aufweisen, wobei ein Steueranschluss 8 eines jeweiligen Leistungsschaltelements 9 mit einer Schaltungsanordnung 1 nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele verbunden ist. Für jedes Leistungsschaltelement 9 sind ferner eine Spannungsversorgungeinheit 2a und eine Treibereinheit 6a vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, über die Schaltleitung 17 den Steueranschluss 8 des Leistungsschaltelements 9 anzusteuern. Die Spannungsversorgungseinheit 2a ist dabei zum gemeinsamen Versorgen der Treibereinheit 6a und der Schaltungsanordnung 1 über deren erste Versorgungsleitung 15 und zweite Versorgungsleitung 16 eingerichtet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Schaltungsanordnung 1, die Spannungsversorgungseinheit 2a und die Treibereinheit 6a in 6 nur für ein Leistungsschaltelement 9 dargestellt.The converter 57 comprises three half bridges 58 , each of two power switching elements connected in series 9 have a control connection 8th of a respective power switching element 9 with a circuit arrangement 1 is connected according to one of the previously described embodiments. For every power switching element 9 are also a power supply unit 2a and a driver unit 6a provided, which is set up via the switching line 17th the control connection 8th of the power switching element 9 head for. The power supply unit 2a is to supply the driver unit together 6a and the circuit arrangement 1 via their first supply line 15 and second supply line 16 set up. For the sake of clarity, the circuit arrangement 1 , the power supply unit 2a and the driver unit 6a in 6 only for a power switching element 9 shown.

Der Stromrichter 57 weist ferner eine Steuereinheit 59 auf, die dazu eingerichtet ist, das Steuersignal 3 für alle Schaltungsanordnungen 1 und ein getaktetes Signal 14 für eine jeweilige Treibereinheit 6a bereitzustellen.The converter 57 also has a control unit 59 on, which is set up the control signal 3rd for all circuit arrangements 1 and a clocked signal 14 for a respective driver unit 6a to provide.

Das Fahrzeug 56 ist ein Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug, umfassend einen Elektromotor 60, welcher zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist und durch den Stromrichter 57 versorgbar ist. Dieser wandelt dazu eine von einer Hochvoltbatterie 61 bereitgestellt Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung für den Elektromotor 60.The vehicle 56 is a hybrid vehicle or electric vehicle comprising an electric motor 60 , which is set up to drive the vehicle and by the converter 57 is available. To do this, this converts one from a high-voltage battery 61 provided DC voltage into a three-phase AC voltage for the electric motor 60 .

Claims

Schaltungsanordnung (1) zum Übertragen eines Steuersignals (3) von einem Eingang (2) der Schaltungsanordnung (1) an ein Funktionselement (18) der Schaltungsanordnung (1), umfassend - eine erste Versorgungsleitung (15) für ein erstes Potential, - eine zweite Versorgungsleitung (16) für ein vom ersten Potential unterschiedliches zweites Potential, - eine Schaltleitung (17), die wechselweise mit der ersten Versorgungsleitung (15) und der zweiten Versorgungsleitung (16) verbindbar ist, wobei das Funktionselement (18) einen Steuereingang (19) und eine Kapazität (20) zwischen dem Steuereingang (19) und der Schaltleitung (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (1) dazu eingerichtet ist, - die Kapazität (20) bei Vorliegen eines ersten Signalzustands des Steuersignals (3) über die erste Versorgungsleitung (15) mittels eines Ladestromflusses auf eine erste Zielspannung aufzuladen, wenn die Schaltleitung (17) auf dem zweiten Potential liegt, und einen dem Ladestromfluss entgegengesetzten Entladestromfluss aus der Kapazität (20) zu einer der Versorgungsleitungen (15, 16) zu begrenzen, wenn die Schaltleitung (17) auf dem ersten Potential liegt, um eine über der Kapazität (20) abfallende Spannung außerhalb eines durch einen ersten Spannungsschwellwert und einen zweiten Spannungsschwellwert für Funktionen des Funktionselements (18) begrenzten Spannungsintervalls jenseits des ersten Schwellwerts zu halten, und - die Kapazität (20) bei Vorliegen eines zweiten Signalzustands des Steuersignals (3) über die zweite Versorgungsleitung (16) mittels eines Ladestromflusses auf eine zur ersten Zielspannung komplementäre zweite Zielspannung aufzuladen, wenn die Schaltleitung (17) auf dem ersten Potential liegt, und einen dem Ladestromfluss entgegengesetzten Entladestromfluss aus der Kapazität (20) zu einer der Versorgungsleitungen (15, 16) zu begrenzen, wenn die Schaltleitung (17) auf dem zweiten Potential liegt, um die über der Kapazität (20) abfallende Spannung außerhalb des Spannungsintervalls jenseits des zweiten Schwellwerts zu halten. Circuit arrangement (1) for transmitting a control signal (3) from an input (2) of the circuit arrangement (1) to a functional element (18) of the circuit arrangement (1), comprising - a first supply line (15) for a first potential, - a second Supply line (16) for a second potential different from the first potential, - a switching line (17) which can be connected alternately to the first supply line (15) and the second supply line (16), the functional element (18) having a control input (19) and has a capacitance (20) between the control input (19) and the switching line (17), characterized in that the circuit arrangement (1) is set up to - the capacitance (20) in the presence of a first signal state of the control signal (3) charge the first supply line (15) to a first target voltage by means of a charging current flow when the switching line (17) is at the second potential, and one to the charging current flow limit the opposite discharge current flow from the capacitance (20) to one of the supply lines (15, 16) when the switching line (17) is at the first potential in order to reduce a voltage dropping across the capacitance (20) outside of a voltage threshold defined by a first and to keep a second voltage threshold value for functions of the functional element (18) limited voltage interval beyond the first threshold value, and - the capacity (20) in the presence of a second signal state of the control signal (3) via the second supply line (16) by means of a charging current flow to one of the first Target voltage to charge a complementary second target voltage when the switching line (17) is at the first potential, and to limit a discharge current flow from the capacitance (20) opposite to the charging current flow to one of the supply lines (15, 16) when the switching line (17) is on the second potential lies around the voltage dropping across the capacitance (20) to keep outside the voltage interval beyond the second threshold.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, welche dazu ausgebildet ist, während des Vorliegens eines jeweiligen Signalzustands den Entladestromfluss zu unterdrücken.Circuit arrangement after Claim 1 , which is designed to suppress the discharge current flow during the presence of a respective signal state.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, welche eine Schalteinrichtung (24) aufweist, die in Abhängigkeit des Steuersignals (3) steuerbar, zwischen der ersten Versorgungsleitung (15) und dem Steuereingang (19) verschaltet und dazu eingerichtet ist, beim Vorliegen des ersten Signalzustands zu leiten, wenn die Schaltleitung (17) auf dem zweiten Potential liegt.Circuit arrangement after Claim 1 or 2nd which has a switching device (24) which can be controlled as a function of the control signal (3), is connected between the first supply line (15) and the control input (19) and is set up to conduct when the first signal state is present when the switching line ( 17) is at the second potential.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, wobei die Schalteinrichtung (24) dazu eingerichtet ist, während der gesamten Dauer des Vorliegens des zweiten Signalzustands zu sperren.Circuit arrangement after Claim 3 , wherein the switching device (24) is set up to block for the entire duration of the presence of the second signal state.

Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Schalteinrichtung (25) aufweist, die in Abhängigkeit des Steuersignals (3) steuerbar ist, zwischen dem Steuereingang (19) und der zweiten Versorgungsleitung (16) verschaltet ist und dazu eingerichtet ist, beim Vorliegen des zweiten Signalzustands zu leiten, wenn die Schaltleitung (17) auf dem ersten Potential liegt. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, which has a switching device (25) which can be controlled as a function of the control signal (3), is connected between the control input (19) and the second supply line (16) and is set up when the second is present To conduct signal state when the switching line (17) is at the first potential.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, wobei die Schalteinrichtung (25) dazu eingerichtet ist, während der gesamten Dauer des Vorliegens des ersten Signalzustands zu sperren.Circuit arrangement after Claim 5 , wherein the switching device (25) is set up to block during the entire duration of the presence of the first signal state.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 5, wobei die oder eine jeweilige Schalteinrichtung (24, 25) in zusätzlicher Abhängigkeit eines Potentials am Steuereingang (19) des Funktionselements (18) steuerbar ist.Circuit arrangement after Claim 3 or 5 , wherein the or a respective switching device (24, 25) can be controlled as an additional function of a potential at the control input (19) of the functional element (18).

Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn auf die Ansprüche 3 und 5 rückbezogen, wobei zwischen einer jeweiligen Schalteinrichtung (24, 25) und dem Steuereingang (19) jeweils eine Diode (37, 39) verschaltet ist, wobei die Dioden entgegengesetzte Durchlassrichtungen aufweisen.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, if on the Claims 3 and 5 referred to, a diode (37, 39) being connected between a respective switching device (24, 25) and the control input (19), the diodes having opposite pass directions.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, wobei mit einer jeweiligen Diode (37, 39) ein Widerstand (38, 40) in Reihe geschaltet ist, wobei die Widerstände (38, 40) unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen.Circuit arrangement after Claim 8 A resistor (38, 40) is connected in series with a respective diode (37, 39), the resistors (38, 40) having different resistance values.

Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ein oder zwei eingangsseitige Schaltelemente (31, 32) aufweist, wobei das oder ein jeweiliges Schaltelement die Versorgungsleitungen (15, 16) über einen Widerstand (34, 35) verbindet.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, which has one or two input-side switching elements (31, 32), the or a respective switching element connecting the supply lines (15, 16) via a resistor (34, 35).

Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, wenn auf Anspruch 3 und/oder Anspruch 5 rückbezogen, wobei ein Steueranschluss (30) der oder einer jeweiligen Schalteinrichtung (24, 25) zwischen dem oder einem Schaltelement (31, 32) und dem Widerstand (34, 35) angeschlossen ist.Circuit arrangement after Claim 10 when on Claim 3 and or Claim 5 referred back, wherein a control connection (30) of the or a respective switching device (24, 25) between the or a switching element (31, 32) and the resistor (34, 35) is connected.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, welche eine Widerstandseinheit (51) aufweist, die das Schaltelement (31) und den Steuereingang (19) miteinander verbindet.Circuit arrangement after Claim 10 which has a resistance unit (51) which connects the switching element (31) and the control input (19) to one another.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, wobei ein Widerstandswert der Widerstandseinheit (51) von einer Stromrichtung durch die Widerstandseinheit abhängig ist.Circuit arrangement after Claim 12 , a resistance value of the resistance unit (51) being dependent on a current direction through the resistance unit.

Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Funktionselement (18) ein elektronisch gesteuerter Schalter (21) ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein the functional element (18) is an electronically controlled switch (21).

Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, welche einen Widerstand (22) in der Schaltleitung aufweist, wobei der elektronisch gesteuerte Schalter (21) mit einem weiteren Widerstand (23) in Reihe geschaltet ist, um beide Widerstände (22, 23) in Abhängigkeit des Steuersignals (3) parallel zu schalten.Circuit arrangement after Claim 14 which has a resistor (22) in the switching line, the electronically controlled switch (21) being connected in series with a further resistor (23) in order to connect both resistors (22, 23) in parallel as a function of the control signal (3) .

Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche einen parallel zur Kapazität (20) des Funktionselements (18) geschalteten Kondensator (41) aufweist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, which has a capacitor (41) connected in parallel with the capacitance (20) of the functional element (18).

Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine parallel zur Kapazität (20) des Funktionselements (18) geschaltete Spannungsbegrenzungseinheit (42) umfasst.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, which comprises a voltage limiting unit (42) connected in parallel with the capacitance (20) of the functional element (18).

Stromrichter (57), umfassend - wenigstens zwei Halbbrücken (58), die jeweils zwei in Reihe geschaltete Leistungsschaltelemente (9) aufweisen, - eine Schaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, - eine Treibereinheit (6a), die dazu eingerichtet ist, über die Schaltleitung (17) einen Steueranschluss (8) eines der Leistungsschaltelemente (9) anzusteuern, und - eine Spannungsversorgungseinheit (2a), die zum gemeinsamen Versorgen der Treibereinheit (6a) und der Schaltungsanordnung (1) über deren erste Versorgungsleitung (15) und zweite Versorgungsleitung (17) eingerichtet ist.Power converter (57) comprising - at least two half bridges (58), each having two power switching elements (9) connected in series, - a circuit arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 17th , - A driver unit (6a) which is set up to control a control connection (8) of one of the power switching elements (9) via the switching line (17), and - A voltage supply unit (2a), which is used to supply the driver unit (6a) and the circuit arrangement (1) is set up via its first supply line (15) and second supply line (17).

Fahrzeug (56), insbesondere Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug, umfassend einen Elektromotor (60), welcher zum Antreiben des Fahrzeugs (56) eingerichtet ist, und einen Stromrichter (57) nach Anspruch 18 zum Versorgen des Elektromotors (60).Vehicle (56), in particular hybrid vehicle or electric vehicle, comprising an electric motor (60) which is set up to drive the vehicle (56) and a converter (57) Claim 18 for supplying the electric motor (60).