JP5355797B2 - 電気回路の電流を制限する素子 - Google Patents
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Description
電流は、適用事例に応じて定められる量を超えて上昇した場合(過電流となった場合)、温度上昇のために、電気的デバイスに対し、これを故障させる危険を有している。過電流は電気装置の誤動作の示唆となりうる。
本発明は、第1に、給電電圧源のための入力側と出力電流のための出力側とを備えた電流制限回路に関する。当該電流制限回路は、少なくとも、制御回路と、電流センサと、少なくとも1つのパワースイッチとを含む。電流センサは当該電流制限回路の入力側から出力側へ流れる電流を測定して制御回路の測定値入力側へ測定値を出力するように構成されている。少なくとも1つのパワースイッチは、当該電流制限回路の入力側と出力側とのあいだに接続され、制御回路の制御出力側に接続された制御入力側を有する。制御回路は、測定値が所定の電流限界値よりも大きい場合に、当該電流制限回路の入力側から出力側へ流れる電流を制限するように構成されている。本発明によれば、制御回路は、さらに、少なくとも1つのパワースイッチを線形領域内で駆動するように構成されている。
・電磁障害が低減される。特に、スイッチオン電流による電圧源の負荷のためにスイッチオンから生じる電圧の急変が制限される。これにより、安定化のための措置にかかるコストを削減することができる。一定の動作電圧を形成するためのバッファバッテリもしくはバッファコンデンサおよびこれに後置接続されているDC/DCコンバータは不要となり、特に車体にとって有利な重量およびボリュームに関するさらなるコスト削減が達成される。
・始動時に発生するトルクが制限されることにより、電気機械の寿命が高められる。
・電気機械を簡単かつ低コストに製造できるようになる。このため、例えば壁厚さが低減される。これにより重量およびボリュームのさらなる削減が達成される。
・ノイズおよび振動が低減され、車両内の快適性が高まる。
・電気機械によって始動される内燃機関の始動期間が短縮されることにより、始動過程が改善される。
・同等の装置に比べ、費用、構造寸法、重量が最小化される。このため、既存の手段に対して相応の経済的利点が得られる。
・本発明の電流制限回路は、高度に集積されたパワーエレクトロニクスモジュールとして簡単に製造可能である。このパワーエレクトロニクスモジュールは、スタータまたはスイッチリレーに集積されてもよいし、後付けデバイスとして市販されているものを適用してもよい。ここでは、少なくとも1つのパワースイッチと第2の集積回路とが構成される。
Claims (9)
- 給電電圧源(11)のための入力側と出力電流のための出力側とを備えた電流制限回路(13)であって、
当該電流制限回路(13)は、
制御回路(21)と、
当該電流制限回路(13)の前記入力側から当該電流制限回路(13)の前記出力側へ流れる電流を測定して測定値を前記制御回路(21)の測定値入力側へ出力するように構成された電流センサ(22)と、
当該電流制限回路(13)の前記入力側と前記出力側とのあいだに接続され、前記制御回路(21)の制御出力側に接続された制御入力側を有する少なくとも1つのパワースイッチ(23)と
を有しており、
前記制御回路(21)は、前記測定値が所定の電流限界値よりも大きい場合に、当該電流制限回路(13)の前記入力側から当該電流制限回路(13)の前記出力側へ流れる電流を制限するように構成されており、
前記制御回路(21)は、さらに、前記少なくとも1つのパワースイッチ(23)を線形領域内で駆動するように構成されている、
電流制限回路において、
前記制御回路(21)は、前記少なくとも1つのパワースイッチ(23)を、第1の制御期間中は、第1の抵抗値による線形領域での動作に対する第1の制御信号によって、また、前記第1の制御期間に直接に続く第2の制御期間中は、前記第1の抵抗値とは異なる第2の抵抗値による線形領域での動作に対する第2の制御信号によって、交番的に駆動するように構成されている
ことを特徴とする電流制限回路(13)。 - 前記制御回路(21)は、前記電流限界値を可変に設定し、かつ、該可変に設定された電流限界値にしたがって前記第1の制御期間の長さと前記第2の制御期間の長さとを変化させるように構成されている、請求項1記載の電流制限回路(13)。
- 前記電流制限回路が1つまたは複数の温度センサ(25)を有しており、前記制御回路は、前記1つまたは複数の温度センサ(25)によって測定された温度に基づいて前記電流限界値を設定するように構成されている、請求項2記載の電流制限回路(13)。
- 前記電流制限回路がローカルな電圧供給回路(26)を有しており、該ローカルな電圧供給回路は、前記制御回路(21)と前記電流センサ(22)とに給電電圧を供給するように構成されており、かつ、前記電流制限回路(13)の前記入力側に接続されており、かつ、前記電流制限回路(13)の前記入力側に印加される前記給電電圧源(11)の電圧から給電電圧を形成するように構成されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の電流制限回路(13)。
- 前記電流センサ(22)は、2つのホールセンサ(22a,22b)を有しており、かつ、該2つのホールセンサ(22a,22b)の出力信号の差として電流を求めるように構成されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の電流制限回路(13)。
- 前記2つのホールセンサ(22a,22b)は、前記電流制限回路(13)の前記入力側と前記電流制限回路(13)の前記出力側とのあいだの接続線路に対して相互に反対側に配置されている、請求項5記載の電流制限回路(13)。
- 前記接続線路は、前記2つのホールセンサ(22a,22b)の4つずつの側辺のうち少なくとも2つずつの側辺に沿って延在している、請求項6記載の電流制限回路(13)。
- 請求項1から7までのいずれか1項記載の電流制限回路(13)が給電電圧に対する入力側と電気スタータとのあいだに接続されている
ことを特徴とする内燃機関を備えた車両用のスタータ装置。 - 内燃機関と請求項8記載のスタータ装置とを備えていることを特徴とする車両。
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