KR20080106158A - 전류 소스 및 제어 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제어 입력(54)을 구비하고 전류 소스(48)의 출력측상 출력 흐름(I A)이 제어 입력(54)상 제어 신호에 따라 조절될 수 있도록 구현되고 배열된 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)를 포함하는 전류 소스에 관한 것이다. 상기 전류 소스는 기준 저항(R S) 보다 큰 전위 차가 출력 흐름(I A)에 나타나도록 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)에 전기적으로 결합된 기준 저항(R S)을 또한 포함한다. 조절기 유니트(52)의 조절 신호는 기준 저항(R S) 보다 큰 전압 차에 의존하고, 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)의 제어 신호이고, 출력 흐름(I A)의 제 1 값을 최대 기간으로 제한하고 그 다음 출력 흐름(I A)의 상기 출력 흐름의 제 1 값을 감소시키는 시간 기능 엘리먼트(58)를 포함한다.
Description
본 발명은 전류 소스 및 제어 장치에 관한 것이다. 이들 전류 소스들은 특히 하나 또는 몇몇 피에조 작동기에 사용하기 위하여 제공된 제어 장치에 사용된다.
차량들에 배열된 내연 엔진들의 허용된 오염 방출에 관한 보다 엄격한 법률 규정들은 다양한 측정들을 받을 필요가 있게 하고, 이에 따라 오염 방출은 감소된다. 시작은 공기/연료 혼합의 내연 과정 동안 생성된 오염 방출물들을 감소시키는 것이다. 탄소 입자 물질의 형성은 필수적으로 내연 엔진의 각각의 실린더에서 공기/연료 혼합을 조절하는 것에 크게 의존한다. 매우 우수한 혼합 준비를 달성하기 위하여, 연료는 점점 매우 높은 압력하에 부가된다. 디젤 내연 엔진들의 경우, 연료 압력들은 2000 바(bar)에 달한다. 이들 사용 동안, 주입 밸브들은 작동기로서 피에조 작동기가 점점 사용된다. 피에조 작동기들은 매우 짧은 반응 시간을 특징으로 한다. 따라서 이런 형태의 주입 밸브들은 내연 엔진의 실린더 작동 사이클 내에서 여러 번 연료를 계량하는데 적당하다.
특히 우수한 혼합 준비는 만약 하나 또는 그 이상의 사전 주입이 기준 주입이라 불리는 주 주입 이전에 발생하면 달성될 수 있고, 여기서 매우 작은 양의 연 료가 개별 사전 주입을 위하여 계량된다. 주입 밸브의 정밀한 조종은 특히 이들 경우들에서 중요하다.
주입 밸브의 정밀한 조종과 관련하여, 중요한 임무는 피에조 작동기의 충전 및 방전에 따른다. 이런 목적을 위하여, 실행 종료 단계는 규칙적으로 제공되지만, 방전 과정 동안 피에조 작동기를 완전히 방전시킬 수 없고 요구되고 이용할 수 있는 기간들에 상기 방전을 수행할 수 없다. 완전한 방전을 위하여, 스위칭 엘리먼트는 이런 관점에서 이 목적을 책임질 수 있도록 제공될 수 있지만, 이로 인해 열적 로드들에 영향을 받는다. 스위칭 엘리먼트는 또한 전류 소스라 불릴 수 있는 전류 싱크의 일부이다.
본 발명의 목적은 간단하고 신뢰성 있는 전류 소스 및 제어 장치를 생성하는 것이다.
이 목적은 독립항들의 특징부에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들의 특징을 형성한다.
본 발명은 제어 입력을 가지며 출력 전류가 제어 입력의 제어 신호의 함수로서 전류 소스의 출력측에서 조절될 수 있도록 형성 및 배열된 제 1 스위칭 엘리먼트를 가진 전류 소스를 특징으로 한다. 기준 레지스터는 기준 레지스터상 전압 강하가 출력 전류를 나타내도록 제 1 스위칭 엘리먼트에 전기적으로 결합된다. 조절기 유니트는 제공되고, 상기 조절기의 입력 신호는 기준 레지스터상 전압 강하에 따른다. 조절기 유니트의 입력 신호는 제 1 스위칭 엘리먼트의 제어 신호이다. 조절기 유니트는 출력 전류의 제 1 양을 최대 기간 제한하고 그 후 출력 전류의 양을 감소시키는 타이밍 릴레이를 포함한다. 최대 기간의 적당한 설정으로, 높은 양의 출력 전류는 제 1 스위칭 엘리먼트에 열적으로 손상을 입히지 않고 최대 기간 동안 조절될 수 있다. 제 1 스위칭 엘리먼트는 최대 기간 후 발생하는 출력 전류의 감소에 의해 전류 소스의 출력에서 단락 회로가 발생하는 경우 공급 전위로 인한 열적 파괴에 대해 추가로 보다 잘 보호된다. 특히, 열적 파괴에 대해 매우 높은 보호는 즉 과도한 배선 노력 없이 출력 전류의 적당한 감소에 의해 보장될 수 있고, 이에 따라 매우 경제적인 전류 소스가 가능하다. 따라서 전류 소스는 특히 출력에서 단락 회로를 견딜 수 있다.
본 발명은 제어 장치에 관련하여 상기 전류 소스의 사용에 의해 달성된다. 전류 소스의 바람직한 실시예에 따라, 최대 기간은 출력 전류의 적분에 따른다. 따라서, 제 1 스위칭 엘리먼트의 열적 과부하는 출력 전류를 중간에 스위칭할 때에도 쉽게 방지될 수 있다.
전류 소스의 다른 바람직한 실시예에 따라, 출력 전류의 제 1 양은 주어진 방출(relaxation) 기간 후에 다시 조절될 수 있다. 이것은 제 1 양이 방출 기간의 적당한 선택으로 다시 빠르게 조절될 수 있고 제 1 스위칭 엘리먼트의 열적 손상이 이런 방식으로 동시에 방지될 수 있는 장점을 가진다.
전류 소스의 다른 바람직한 실시예에 따라, 방출 기간은 출력 전류를 조정하는 외부 소스의 생략과 함께 시작하는 방식으로 구현된다. 상기 외부 소스는 예를들어 피에조 작동기일 수 있거나 예를들어 배선 시스템 공급기 같은 전압 소스일 수 있다. 따라서, 피에조 작동기의 목표된 단락 방지 방전은 특히 신뢰성 있는 방식으로 가능하다.
전류 소스의 다른 바람직한 실시예에 따라, 타이밍 릴레이는 전기적으로 직렬로 배열된 레지스터 및 캐패시터에 의해 형성된 RC 부재를 포함한다. RC 부재는 기준 레지스터와 전기적으로 병렬로 배열된다. 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트의 제어 입력은 RC 부재의 레지스터 및 캐패시터 사이에 전기적으로 놓이는 RC 부재의 측정 가능한 탭 지점에 전기적으로 결합된다. 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트는 제어 신호의 함수로서 조절기의 입력 신호에 영향을 미치는 방식으로 배열된다. 타이밍 릴레이는 특히 이런 방식으로 간단하게 형성된다.
전류 소스의 다른 바람직한 실시예에 따라, 타이밍 릴레이는 전기적으로 직렬로 배열된 레지스터 및 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트를 포함한다. 레지스터는 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트에 의해 기준 레지스터에 전기적으로 병렬 방식으로 접속될 수 있다. 다른 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트의 제어 입력은 레지스터 및 보조 시간 릴레이 스위칭 엘리먼트 사이에 전기적으로 놓이는 측정 가능 탭 지점에 전기적으로 결합된다. 다른 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트는 제어 신호의 함수로서 조절기의 입력 신호에 영향을 미치는 방식으로 배열된다. 따라서 간단한 배선 구현은 가능하다.
이것과 관련하여, 만약 제어 유니트의 제어 출력이 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트의 제어 입력에 전기적으로 결합되면 특히 바람직하다. 따라서 이런 제어 입력은 간단히 사용될 수 있고, 다른 영향을 미치는 크기들은 최대 기간 또는 가능하면 방출 기간 동안 고려될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 개략적인 도면들을 참조하여 하기에 설명된다.
도 1은 전류 소스를 포함하는 제어 장치를 가진 주입 밸브를 도시한다.
도 2는 전류 소스를 가진 제어 장치의 보다 상세한 도면을 도시한다.
도 3은 전류 소스의 다른 실시예를 도시한다.
동일한 구성 또는 기능을 가진 엘리먼트들은 모든 도면들에서 동일한 참조 번호들로 표시된다.
주입 밸브(도 1)는 피에조 작동기(PAKT1), 즉 트랜스듀서(6)에 결합된 피에조 작동기가 삽입되는 리세스를 가진 주입기 하우징(1)을 가진다. 트랜스듀서(6)는 누설 공간(8)에 배열된다. 바람직하게 서버 밸브로서 형성된 스위칭 밸브(10)는 스위칭 위치에 따라, 이 실시예에서 바람직하게 연료인 누설 흐름의 에너지를 끊는 방식으로 배열된다. 스위칭 밸브는 트랜스듀서(6)를 통하여 피에조 작동기(PAKT1)에 결합된다, 즉 스위칭 밸브(10)의 스위칭 위치는 피에조 작동기(PAKT1)에 의해 조절된다.
피에조 작동기(PAKT1)는 트랜스듀서(6)의 상호접속 없이 스위칭 밸브(10)상에서 또한 작동할 수 있다. 스위칭 밸브(10)는 밸브 판(12) 내에 배열된다. 상기 스위칭 밸브(10)는 밸브 부재를 포함하고, 상기 밸브 부재의 위치는 피에조 작동 기(PAKT1)에 의해 조절될 수 있고, 상기 밸브 부재는 스위칭 위치에서 밸브 판과 인접하여 있고 이런 방식으로 누설 공간 쪽으로 연료의 에너지 끊김을 방지한다. 다른 스위칭 위치에서, 스위칭 밸브는 밸브 판(12)의 벽으로부터 이격되고 이런 방식으로 누설 공간(8) 쪽으로 연료의 에너지 공급을 끓을 수 있다. 피에조 작동기는 60개의 피에조 엘리먼트들의 스택을 포함한다. 60개의 피에조 엘리먼트들의 스택은 예를들어 서로 적층된 200개의 피에조 엘리먼트들을 포함한다. 60개의 피에조 엘리먼트들의 스택은 바람직하게 트랜스듀서(6) 및 폐쇄 엘리먼트 사이에 60개의 피에조 엘리먼트들의 스택을 클램핑하는 관식 스프링에 의해 둘러싸인다.
주입 밸브는 바늘 가이드 몸체(14) 및 노즐 몸체(16)를 더 포함한다. 밸브 판(12), 바늘 가이드 몸체(14) 및 노즐 몸체(16)는 노즐 클램핑 너트(18)에 의해 주입기 하우징(1)에 고정된 노즐 구성요소 어셈블리를 형성한다.
바늘 가이드 몸체(14)는 노즐 몸체(16)에서 노즐 몸체(16)의 리세스로서 구성되고, 노즐 바늘(24)이 배열된 리세스를 가진다. 노즐 바늘(24)은 바늘 가이딩 몸체(14)에서 가이드 된다. 노즐 스프링(26)은 노즐 바늘(24)을 폐쇄 위치에 클램핑하고, 이 위치에서 주입 구멍(28)을 통한 연료 흐름을 방지한다.
제어 공간(30)은 밸브 판(12)과 면하는 노즐 바늘(24)의 축방향 단부에 형성되고, 상기 공간은 인입 스로틀(31)에 의해 고압 보어(32)에 수압으로 결합된다. 만약 스위칭 밸브(10)가 폐쇄 위치에 있다면, 제어 공간(30)은 누설 공간(8)으로부터 수압적으로 분리된다. 이것은 제어 공간(30)의 압력이 스위칭 밸브(10)의 폐쇄 후 고압 보어(32)의 압력에 필수적으로 순응하게 한다. 고압 보어(32)는 내연 엔 진의 주입 밸브 사용 동안 고압 연료 저장소에 수압적으로 결합되고 이런 방식으로 예를들어 2000 바의 압력하에서 연료를 공급받는다.
제어 공간(30)의 연료 압력으로 인해, 제어 공간(30)을 통해 노즐 바늘(24)의 폐쇄 방향으로 노즐 바늘(24)의 전면 표면에 힘이 인가된다. 노즐 바늘(24)은 개방 방식으로 작용하는 힘이 노즐 바늘(24)상, 즉 폐쇄 방향과 반대로 작용하는 방식으로, 고압 보어(32)를 통하여 흐르는 유체가 충전되는 전면 표면으로부터 축방향으로 이격된 어깨부를 더 포함한다. 폐쇄 위치에서, 노즐 바늘(24)은 주입 노즐(28)을 통하여 연료 흐름을 방지한다. 만약 노즐 바늘(24)이 폐쇄 위치로부터 시작하여 제어 공간(30)으로 이동하면, 특히 개방된 위치에서 주입 노즐(28)을 통한 연료 흐름이 방출되고, 이런 개방 위치에서 상기 노즐 바늘은 밸브 판(12)에 의해 형성된 제어 공간(30)의 벽의 영역과 인접하여 있는다.
연료 보급 압력에 의해 노즐 바늘(24)의 어깨부에 생성된 힘이 노즐 스프링(26)에 의해 생성된 힘보다 큰지 또는 작은지 및 노즐 바늘(24)의 전면 표면상에 작용하는 압력에 따라, 노즐 바늘(24)은 개방 또는 폐쇄 위치에 있는다.
만약 스위칭 밸브(10)가 개방 위치에 있으면, 유체는 제어 공간(30)으로부터 스위칭 밸브(10)를 통하여 누설 공간(8)으로 흐른다. 인입 스로틀의 적당한 크기로 인해, 제어 공간(30)의 압력은 떨어지고, 최종적으로 개방된 위치로 노즐 바늘의 움직임을 유도한다. 누설 공간(8)에서 유체의 압력은 고압 보어 유체의 압력보다 확실히 작다.
제어 장치(38)는 주입 밸브에 할당된다. 제어 장치(38)는 주입 밸브의 피에 조 작동기(PAKT1)에 대한 입력 신호(SG)를 생성하도록 구현된다. 제어 장치(38)는 바람직하게 추가 주입 밸브들에 할당된 추가 작동기들(PAKT2-4)에 대한 입력 신호들을 생성하도록 추가로 구현된다.
입력 신호(SG)는 바람직하게 펄스 높이가 변조되는 전류 신호이다. 충전 과정의 시작과 함께 시작하여, 예를들어 20인 주어진 펄스들의 수는 바람직하게 충전 처리가 완료될 때까지 주어진 시간 기간 및 구간으로 생성된다. 충전 처리 동안 피에조 작동기(PAKT1)에 공급될 전기 에너지는 각각의 펄스 높이를 통하여 조절된다. 충전 처리(LV) 동안 피에조 작동기(PAKT1)에 공급될 에너지는 동작 파라미터들의 함수로서 결정된다. 피에조 작동기(PAKT1)에 공급된 에너지는 축 상승 및 이에 따른 제어 공간(30) 압력의 진행에 영향을 받는다.
제어 장치(40)는 피에조 작동기(PAKT1)의 방전 처리를 수행하기 위하여 추가로 구현된다. 주어진 수의 방전 펄스들은 바람직하게 이런 방전 처리를 위하여 생성되고, 예를들어 상기 방전 펄스들의 수는 주어진 시간 기간 및 구간을 가진 20이다. 방전 처리 동안 피에조 작동기(PAKT1)로부터 제거된 전기 에너지는 각각의 방전 펄스들의 높이를 통하여 조절된다. 작동기로부터 제거된 에너지는 축 상승 감소에 영향을 받는다.
제어 장치(38)의 일부는 도 2에 따라 도시된다. 제어 장치(38)는 DC/DC 트랜스듀서라 불리는 전압 증폭기(42)를 포함하고, 상기 전압 증폭기(42)는 주어진 전압을 전압 증폭기(42)에 공급하기 위하여 구현된 배선 시스템(40)에 전기적으로 결합되어 전압 소스를 형성한다. 배선 시스템은 예를들어 차량 배터리를 포함한 다.
전압 증폭기(42)는 수행 단부 스테이지(46)에 전기적으로 결합된다. 캐패시터(44)는 바람직하게 중간에 전기 에너지가 각각의 피에조 작동기들(PAKT1 내지 PAKT4)의 방전 처리 동안 캐패시터(44)에 저장될 수 있고 추가 충전 처리들을 위해 사용될 수 있는 방식으로 상호접속된다.
제어 장치(38)의 수행 단부 스테이지(46)는 제어 장치(38)로부터 분리되어 구현되고, 즉 주입 밸브들에 있는 피에조 작동기들(PAKT1 내지 PAKT4)에 전기적으로 결합된다. 하나의 수행 단부 스테이지(46)는 바람직하게 비용 문제로 인해 몇몇 피에조 작동기들(PAKT1 내지 PAKT4)에 할당된다. 충전 또는 방전될 각각의 피에조 작동기(PAKT1 내지 PAKT4)의 선택은 바람직하게 선택 스위칭 엘리먼트들(TSEL1 내지 TSEL4)을 통하여 발생한다.
수행 단부 스테이지(46)에 의해 제어되는 방전 처리 동안, 잔류 전하는 주어진 수의 방전 펄스들 이후 각각의 피에조 작동기(PAKT1 내지 PAKT4)에 남아있는다. 만약 이런 잔류 전하가 각각의 피에조 작동기(PAKT1 내지 PAKT4)로부터 제거되면, 제어 장치(38)의 전류 소스(48)는 이런 목적을 위하여 제공되도록 작동된다.
전류 소스(48)는 조절기 유니트(52) 및 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)를 포함한다. 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)는 출력 전류(I_A)가 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)의 제어 입력(54)에서의 제어 신호에 따라 전류 소스(48)의 출력측에서 조절될 수 있는 방식으로 구현 및 배열된다. 출력 전류(I_A)는 도시된 전류 방향으로 그 자체를 조절한다. 이것은 각각의 피에조 작동기(PAKT1 내지 PAKT4)에 대한 방전 전류 를 나타낸다. 상기 동작 동안, 조절기 유니트(52)는 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)의 제어 신호인 입력 신호를 출력에서 생성한다.
전류 소스(48)는 기준 레지스터(R_S)를 통한 전압 강하가 출력 전류(I_A)를 나타내는 방식으로 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)에 전기적으로 결합된 기준 레지스터(R_S)를 더 포함한다. 레지스터들(R1 및 R2)을 포함하는 전압 분할기는 기준 레지스터(R_S)에 전기적으로 병렬 방식으로 배열된다. 제 2 스위칭 엘리먼트(T2)의 제어 입력(56)은 레지스터들(R1 및 R2) 사이에 전기적으로 놓이는 측정 가능한 탭 지점에 전기적으로 결합된다. 따라서 제 2 스위칭 엘리먼트(T2)의 제어 입력은 바람직하게 전압(U1)인 제어 신호로 로딩된다.
제 2 스위칭 엘리먼트(T2)는 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)의 제어 입력(54)상 제어 신호로서 작동하는 조절기 유니트(52)의 입력 신호에 영향을 미친다. 제 2 스위칭 엘리먼트는 바람직하게 레지스터(R3)를 통하여 발생하는 전류에 결합하는 이미터 전류의 바이폴라트랜지스터이다. 조절기 유니트의 출력(57)은 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)의 입력에 전기적으로 결합되고, 레지스터(R7)에 결합되고, 다시 공급 전위(U_V)에 접속된다. 따라서 레지스터(R7)는 직렬 레지스터로서 작동한다. 따라서 스위칭 엘리먼트(T2)는 기준 레지스터(R_S)를 통한 전압 강하에 따라 제 1 스위칭 엘리먼트의 제어 입력(54)에 대해 입력 신호를 생성한다. 특히, 스위칭 엘리먼트(T2)는 레지스터(R7)를 통한 전류를 구동하고, 상기 전류의 양은 기준 레지스터(R_S)에서의 전압 강하에 따른다. 상기 양은 레지스터들(R1 및 R2), 레지스터(R3), 및 또한 레지스터(R7)와, 공급 전위(U_V)에 의해 형성된 전압 분할기의 대 응 크기 결정에 의해 조절될 수 있다.
레지스터(R7)를 통한 전류 흐름은 레지스터(R7)를 통한 전압 강하를 유도하고 따라서 바람직하게 제 1 트랜지스터의 제어 입력(54)에서 제어 신호를 형성하는 제 1 트랜지스터의 제어 입력(54)에서의 전압(U2)을 조절한다. 따라서 전류 소스(48)의 출력 전류(I_A)의 목표된 제 1 양은 레지스터들(R1,R2,R3,R7) 및 기준 레지스터(R_S), 추가로 제 2 스위칭 엘리먼트(T2) 및 제 1 스위칭 엘리먼트(T1) 및 공급 전위(U_V)의 적당한 크기결정에 의해 조절될 수 있다.
출력 전류의 제 1 양은 예를들어 2 및 5A 사이일 수 있다. 출력 전류(I_A)의 제 1 양은 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)에 높은 열 입력을 유도한다. 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)는 열적 손상의 위험 없이 제한된 기간 동안 출력 전류(I_A)의 제 1 양을 수용할 수 있는 방식으로 열 저장 능력 및 열 제거와 관련하여 크기가 결정된다. 이에 따라 수행 단부 스테이지(46)에 의해 제어되는 주어진 수의 방전 펄스들의 완료 후 각각의 피에조 작동기들(PAKT1 내지 PAKT4)의 나머지 전하의 방전이 전류 소스(48)를 통하여 출력 전류(I_A)의 제 1 양 만큼 방전할 수 있는 방식으로 크기가 설정된다.
제 3 스위칭 엘리먼트(T3)는 제 1 스위칭 엘리먼트의 제어 신호가 출력 전류(I_A)의 흐름을 허용하지 않는 제 1 스위칭 엘리먼트에 의해 제어 입력(64)에서의 제어 신호의 함수로서 스위칭 오프 값이 될 수 있는 방식으로 동작되는 출력 전류(I_A)를 스위칭 온 및 오프하기 위하여 제공된다. 그러므로 제 3 스위칭 엘리먼트(T3)는 바람직하게 출력측에서 레지스터(R7)에 전기적으로 결합되고, 스위칭 위 치에 따라 기준 전위(GND)에 전기적으로 결합된다. 이것은 레지스터(R7)가 제 3 스위칭 엘리먼트(T3)를 통하여 기준 전위(GND)에 전기적으로 결합되는 제 3 스위칭 엘리먼트의 스위칭 위치에서, 전압(U2)이 기준 전위(GND) 근처의 낮은 전압 라벨을 차지하여, 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)를 차단하는 것을 발생시킨다. 그러나, 만약 제 3 스위칭 엘리먼트(T3)가 기준 전위(GND)에 레지스터(R7)를 결합하지 않는 스위칭 위치에 있다면, 전압(U2)은 조절기 유니트(52)에 의해 조절될 수 있다. 제 3 스위칭 엘리먼트(T3)는 바람직하게 전류 소스의 제어 유니트 또는 제어 입력(64)을 가진 제어 장치의 출력에 전기적으로 결합된다. 제어 신호는 바람직하게 전압(U4)을 제어 입력(64)에 인가한다.
조절기 유니트(52)는 추가로 타이밍 릴레이(58)를 포함한다. 타이밍 릴레이(58)는 출력 전류(I_A)의 제 1 양을 최대 기간까지 제한하고 그 후 출력 전류(I_A)의 양을 감소시키기 위하여 형성된다. 타이밍 릴레이는 레지스터(R5) 및 캐패시터(C1)의 전기 직렬 접속인 RC 부재를 포함한다. RC 부재는 기준 레지스터(R_S)와 전기적으로 병렬 방식으로 배열된다. 타이밍 릴레이(58)는 레지스터(R5) 및 캐패시터(C1) 사이의 RC 부재에 전기적으로 결합된 제어 입력(62)을 가진 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)를 더 포함한다. 전압(U3)은 바람직하게 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)의 제어 입력(62)에 입력 신호로서 인가된다. 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)는 출력측상에서 조절기 유니트(52)의 출력(57)에 전기적으로 결합되어 조절기 유니트의 입력 신호 및 이에 따라 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)의 제어 신호에 영향을 미친다. 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼 트(T_ZG)는 바람직하게 이미터 회로에 배열되고 레지스터(R4)에 의한 전류에 대해 결합되는 바이폴라 트랜지스터이다. 따라서 제어 입력(62)에서 전압(U3)에 따른 레지스터(R7)를 통한 전류를 구동시킨다.
만약 제 3 스위칭 엘리먼트(T3)가 기준 전위(GND)에 레지스터(R7)를 결합하는 스위칭 위치에서 시작하여 기준 전위로부터 레지스터(R7)를 분리하는 스위칭 위치로 제어되면, 출력 전류(I_A)의 제 1 양은 첫째 그 자체를 조절할 것이고, 즉 제 2 스위칭 엘리먼트(T2)에 의해 제어될 것이고, 기준 레지스터(R_S), 및 이에 따른 병렬로 접속된 RC 부재를 통한 대응 전압 강하를 유발한다. 이것은 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)의 제어 입력에서의 전압(U3)이 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트의 상호접속을 유도할 때까지 캐패시터(C1)의 충전을 발생시킨다.
따라서 레지스터(R7)를 통한 전류는 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)의 제어 입력(62)에서의 전압(U3)에 따라 영향을 받고, 이에 따라 캐패시터(C1) 및 레지스터(R5) 또는 레지스터(R4 및 R7) 및 기준 레지스터(R_S)의 적당한 크기 결정으로 출력 전류(I_A)의 양의 감소를 유발한다.
따라서 최대 기간은 적당한 크기 결정에 의해 조절될 수 있고, 출력 전류는 제 1 양을 채택할 수 있다. RC 부재의 적분 작용에 의해, 출력 전류의 중간 스위칭 오프 또는 출력 전류의 중간 감소는 고려될 수 있다. 따라서 최대 기간은 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)의 열적 손상이 출력 전류(I_A)의 제 1 양만큼 도입되는 열 입력에 의해 방지될 수 있는 방식으로 적당하게 제공된다.
타이밍 릴레이(58)의 구성요소, 즉 레지스터들(R4,R5), 캐패시터(C1) 및 타 이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)의 크기 결정에 의해, 출력 전류(I_A)의 감소 양은 최대 기간의 만료 후 추가로 조절될 수 있고, 따라서 예를들어 100 내지 200㎃의 적당히 작은 출력 전류의 제 2 양은 조절될 수 있고, 이에 따라 각각의 피에조 작동기들(PAKT1 내지 PAKT4)의 완전히 로딩된 상태로부터 완전한 방전은 예를들어 단부 스테이지의 결함의 경우 가능하거나, 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)의 열적 파괴는 또한 배선 시스템(40)에 대한 전류 소스(48)의 출력의 단락 회로 동안 신뢰성 있게 방지된다.
그러나 타이밍 릴레이(58)에 의해 발생된 출력 전류(I_A)의 감소는 기준 레지스터(R_S)를 통한 전압 강하의 감소를 다시 발생시킨다.
RC 부재, 레지스터(R4) 및 기준 레지스터(R_S)는 상호접속된 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)를 가질 때에도, 전류가 외부 소스를 통한 전류 소스의 출력 전류로서 구동되는 한, 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)가 상호접속되어 있는 값으로 전압(U3)이 유지되는 방식으로 크기가 결정된다. 외부 소스는 예를들어 각각의 피에조 작동기(PAKT1 내지 PAKT4), 또는 전압 소스(40)일 수 있다.
그 다음 방출 기간은 기준 전위(GND)를 가진 레지스터(R7)를 결합한 제 3 스위칭 엘리먼트(T3)의 스위칭 위치를 차지함으로써 발생될 수 있는 외부 소스의 생략과 함께 시작한다.
이런 방식으로, 방출 기간은 적당한 방식으로 조절될 수 있고, 그 후 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)는 다시 차단되고 따라서 출력 전류의 제 1 양은 다시 조절될 수 있다. 방출림 기간의 적당한 선택에 의해, 출력 전류(I_A)의 제 1 양은 한편으로 가능한 한 빨리 다시 조절될 수 있지만, 또한 다른 한편으로 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)가 열적으로 과부하되지 않는 것이 보장될 수 있다.
레지스터(R6)는 보호 회로로서 제공된다.
전류 소스(48)(도 3 참조)의 제 2 실시예에서, 타이밍 릴레이(58)는 레지스터(R5)가 RC 부재 대신 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG)와 직렬로 접속되고, 즉 레지스터(R5)가 기준 전위와의 결합을 통하여 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG)의 스위칭 위치에서 기준 레지스터(R_S)에 병렬로 전기적으로 접속되고, 보조 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG)의 추가 스위칭 위치에서 기준 전위(GND)로부터 전기적으로 분리되는 방식으로 접속된다. 이 경우, 보조 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG)의 제어 입력(66)은 바람직하게 타이머 출력이라 불리는 제어 유니트의 추가 출력에 전기적으로 결합되고, 제 1 양의 감소는 대응 제어 신호들을 통하여 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG)의 제어 입력(66)에서 조절될 수 있다. 이를 위하여, 제어 유니트(53)는 바람직하게 출력 전류(I_A) 또는 이를 나타내는 크기를 감지하고, 대응 최대 기간 또는 방출 기간을 통합 및 결정하기 위하여 적당하게 설계된다. 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG)의 제어 입력(66)에서 제어 신호는 바람직하게 전압(U5)이다. 게다가 레지스터(R8)는 바람직하게 제공된다.
물론, 타이밍 릴레이는 또한 선택적으로 최대 기간이 출력 전류의 적분에 따르지 않고 예를들어 출력 전류(I_A)의 스위칭 온에만 관련되도록 구현된다. 동일한 것은 방출 기간 동안 적용된다.
Claims (8)
- 전류 소스로서,제어 입력(54)을 가지며 전류 소스(48)의 출력측상 출력 전류(I_A)가 제어 신호의 함수로서 제어 입력(54)에서 조절될 수 있도록 구현되고 배열된 제 1 스위칭 엘리먼트(T1);기준 레지스터(R_S)를 통한 전압 강하가 출력 전류(I_A)를 나타내는 방식으로 제 1 스위칭 엘리먼트(T1)에 전기적으로 결합된 기준 레지스터(R_S); 및조절기 유니트(52)를 가지며, 상기 조절기 유니트(52)의 입력 신호는 기준 레지스터(R_S)를 통한 전압 강하에 따르고, 상기 조절기 유니트(52)의 입력 신호는 출력 전류(I_A)의 제 1 양을 최대 기간까지 제한하고 추후 출력 전류(I_A)의 양을 감소시키는 제 1 스위칭 엘리먼트(T1) 및 타이밍 릴레이(58)의 제어 신호를 포함하는,전류 소스.
- 제 1 항에 있어서, 상기 최대 기간은 출력 전류(I_A)의 적분에 따르는,전류 소스.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 출력 전류(I_A)의 제 1 양은 주어진 방출 기간 후 다시 조절될 수 있는,전류 소스.
- 제 3 항에 있어서, 출력 전류(I_A)를 구동하는 외부 소스의 생략과 함께 방출 기간이 시작되는 방식으로 구현된,전류 소스.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타이밍 릴레이(58)는 직렬로 전기적으로 배열된 레지스터(R5) 및 캐패시터(C1)에 의해 형성된 RC 부재를 포함하고, 상기 RC 부재는 기준 레지스터(R_S)에 전기적으로 병렬 방식으로 배열되고, 상기 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)의 제어 입력(62)은 RC 부재의 레지스터(R5) 및 캐패시터(C1) 사이에 전기적으로 놓이는 RC 부재의 측정 가능한 탭 지점에 전기적으로 결합되고, 상기 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)는 제어 신호에 따라 조절기 유니트(52)의 입력 신호에 영향을 미치는 방식으로 배열된,전류 소스.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타이밍 릴레이(52)는 전기적으로 직렬로 배열되고, 레지스터(R5) 및 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG)를 포함하고, 상기 레지스터(R5)는 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG)에 의해 기준 레지스터(R_S)에 전기적으로 병렬로 접속되고, 추가 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)의 제어 입력은 레지스터(R5) 및 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG) 사이에 전기적으로 놓이는 측정 가능한 탭 지점과 전기적으로 결합되고, 추가 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_ZG)는 제어 신호에 따라 조절기 유니트(52)의 입력 신호에 영향을 미치는 방식으로 배열된,전류 소스.
- 제 6 항에 있어서, 제어 유니트(53)의 제어 출력은 보조 타이밍 릴레이 스위칭 엘리먼트(T_HZG)의 제어 입력에 전기적으로 결합된,전류 소스.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 전류 소스(48)를 가진 제어 장치로서,상기 제어 장치는 피에조 작동기(PAKT1 내지 PAKT4)를 제어하기 위하여 제공되고, 전류 소스(48)는 피에조 작동기(PAKT1 내지 PAKT4)를 방전할 수 있는 방식으로 피에조 작동기(PAKT1 내지 PAKT4)에 결합될 수 있고, 전류 소스(48)에 전기적으로 병렬로 배열된 피에조 작동기(PAKT1 내지 PAKT4)를 충전 및 방전하기 위한 수행 단부 스테이지(46)를 포함하는,제어 장치.
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