(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア（５２〜１０２、１３２、１４２）と、該コアの周囲に配置された第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）と、該コアの周囲に配置され、スイッチ（Ｓ２）により切り替え可能な第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）とを備える電気構成素子（５１〜１０１、１３１、１４１）において、
前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）は、前記第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）の遮断時に、該第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）の誘導性負荷を消去するための消去回路（５３、１０３、１３３、１４３）を介して短絡され、
前記消去回路（５３〜１０３、１３３、１４３）は、所定の巻き数（ｎ１）、所定のインダクタンス（Ｌ１）および所定の抵抗（Ｒ１）を備える前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）と、終端抵抗（ＲＫ）との直列回路からなる短絡回路として構成されていることを特徴とする構成素子。
【請求項２】
前記第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）は当該構成素子の作動巻線として構成されており、前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）は前記作動巻線（Ｌ２、Ｒ２）の誘導性負荷を消去するための消去巻線として構成されている、請求項１に記載の構成素子。
【請求項３】
前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）は、前記第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）とは別個に形成されたリアクタンス巻線として前記共通のコア（５２〜１０２、１３２、１４２）上に配置されている、請求項１または２に記載の構成素子。
【請求項４】
前記消去回路（５３〜１０３、１３３、１４３）は、前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）と前記終端抵抗（ＲＫ）の並列回路として、前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）を切り替えるための別のスイッチ（Ｓ１）とアースの間に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項５】
前記別のスイッチ（Ｓ１）は、前記第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）の遮断時に前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）が前記スイッチ（Ｓ２）によってスイッチオンされ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項記載の構成素子。
【請求項６】
前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）は、前記別のスイッチ（Ｓ１）によるスイッチオン時に作動巻線として動作する、請求項１から５までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項７】
前記第１と第２の巻線（Ｌ１、Ｒ１；Ｌ２、Ｒ２）の抵抗（Ｒ１、Ｒ２）と巻き数（ｎ１、ｎ２）との比は、前記電気構成素子に印加される供給電圧（ＵＶ）と前記第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）のスイッチ（Ｓ２）の絶縁破壊電圧（Ｕａｖ）とに依存して調整され、前記供給電圧（ＵＶ）と前記スイッチ（Ｓ２）での切り替え過程の時に降下するスイッチ電圧（ＵＳ２）との電圧差より絶縁破壊電圧（Ｕａｖ）が小さくなるようにする、請求項１から６までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項８】
前記比は次式の条件を満たし、
（ＲＫ＋Ｒ１）＊ｎ２／ｎ１＞（Ｕａｖ−ＵＶ）／Ｉ２
ここでＲ１は前記第１の巻線の抵抗、ｎ１は前記第１の巻線の巻き数、ｎ２は前記第２の巻線の巻き数、ＲＫは消去回路の終端抵抗、ＵＶは供給電圧、Ｕａｖは前記第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）のスイッチ（Ｓ２）の絶縁破壊電圧、Ｉ２は前記第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）の抵抗（Ｒ２）を流れる電流である、請求項７に記載の構成素子。
【請求項９】
前記構成素子は、電磁石、リレー、スイッチリレー、ソレノイドスイッチ、または変圧器として構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項１０】
それぞれのスイッチ（Ｓ１、Ｓ２）は電界効果トランジスタとして構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の電気構成素子（５１〜１０１、１３１、１４１）を有する、自動車用のスタータ。
【請求項１２】
コア（５２〜１０２、１３２、１４２）と、該コアの周囲に配置された第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）と、該コアの周囲に配置された第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）と、該第２の巻線を切り替えるためのスイッチ（Ｓ２）とを備える電気構成素子（５１〜１０１、１３１、１４１）の制御方法において、
前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）を、前記第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）の遮断時に、該第２の巻線（Ｌ２、Ｒ２）の誘導性負荷を消去するための消去回路（５３〜１０３、１３３、１４３）を介して短絡し、前記消去回路（５３〜１０３、１３３、１４３）は、所定の巻き数（ｎ１）、所定のインダクタンス（Ｌ１）および所定の抵抗（Ｒ１）を備える前記第１の巻線（Ｌ１、Ｒ１）と、終端抵抗（ＲＫ）との直列回路からなる短絡回路として構成されていることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導性負荷、たとえば電磁石、リレーまたは変圧器を有する電気構成素子の分野に関連する。
【背景技術】
【０００２】
このような電気構成素子は、コア上に配置された巻線を有する。非常に高い誘導性負荷の例は、自動車の内燃機関のスタータまたは起動機のスイッチリレーまたはソレノイドスイッチである。
【０００３】
これについて図１は、従来技術の第１の例として電気構成素子１１を概略的に示す。構成素子１１は、コア１２の周囲に配置された巻線Ｌ２、Ｒ２を有する。分かりやすくするため、および図面を後述の式と対応させるため、図中に示された多くの構成部材はその特徴的値により示されている。たとえば巻線Ｌ２、Ｒ２は、そのインダクタンスＬ２と抵抗Ｒ２により参照される。
【０００４】
さらに電気構成素子１１は、巻線Ｌ２、Ｒ２を切り替えるためのスイッチＳ２を有する。スイッチＳ２によって巻線Ｌ２、Ｒ２を遮断する際にスイッチＳ２でスイッチ電圧ＵＳ２が降下する。図１のように遮断時に巻線Ｌ２、Ｒ２の誘導性負荷を消去させる措置を取らないと、遮断時にアークが発生するか、またはアバランシュ降伏が発生する程に電位ＵＳ２が低下する。
【０００５】
図２は等価回路として、従来技術の第２の例として電気構成素子２１の第２の例を概略的に示す。電気構成素子２１は、図１と同じように、コア２２の周囲に巻線Ｌ２、Ｒ２およびスイッチＳ２を有する。図１を参照して説明したアークまたはアバランシュ降伏を示すために、図２にはツェナーダイオードＤａｖが図示されている。さらに図２には参照符合ＰＶによりスイッチＳ２の遮断時の絶縁破壊電力が示されている。絶縁破壊の作用は、通例、スイッチング構成素子２１に対して非常に有害であり、これを破壊するに至ることもある。この理由から保護配線が設けられている。
【０００６】
これについて図３は、従来技術による電気構成素子３１の第３の例を概略的に示す。電気構成素子３１は、図１と２の電気構成素子１１および２１と同じように構成されており、したがってコア３２の周囲の巻線Ｌ２、Ｒ２とスイッチＳ２とを有する。ここでも電気構成素子３１は、図２に示したツェナーダイオードＤａｖを有する。保護配線の形態は、図３に示したフリーホイールダイオード３３である。フリーホイールダイオード３３は、消去電圧を高めるためにツェナーダイオードＤｌに直列に接続されている。ツェナー電圧が高ければ高いほど、誘導性負荷のエネルギーをより高速に取り去ることができる。とりわけダイオード電圧の低下とツェナー電圧の低下の和は、スイッチＳ２の絶縁破壊電圧より小さくなければならない。そうでないと構成素子３１が破壊される可能性がある。
【０００７】
さらにリレー、電磁石または変圧器のような構成素子は、エネルギーが高いときに短時間だけ遮断されると非常に大きな損失電力を被ることがある。これは切り替え過程が頻繁に発生する場合にはとくに危険になる。切り替え過程が頻繁に発生する例は、電気構成素子がクロッキング制御される場合である。
【０００８】
このようなオンオフ制御またはパルス幅制御によって電流制御を行う事例は、たとえば電磁石を吸着するためにまず大きな吸着電流を投入するか、または大きなスイッチオン電流を流し、たとえば磁石を保持するために後から低下させるときに生じる。スイッチオン時には完全に導通されるが、保持時には交番するスイッチング過程が行われる。このような特性を実行するための従来の別の手段は、スイッチオン巻線と保持巻線に分けることである。これについて図４は、従来技術による電気構成素子４１の第４の例を概略的に示す。ここで電気構成素子４１は、共通のコア４２に巻回された２つの巻線Ｌ１、Ｒ１とＬ２、Ｒ２を有する。巻線Ｌ１、Ｒ１を切り替えるために第１のスイッチＳ１が設けられている。同じように第２の巻線Ｌ２、Ｒ２を切り替えるために第２のスイッチＳ２が設けられている。スイッチＳ１とＳ２において切り替え過程時に降下する電圧がＵＳ１とＵＳ２により示されている。たとえば第１の巻線Ｌ１、Ｒ１は保持巻線として構成することができる。そして第２の巻線Ｌ２、Ｒ２はスイッチオン巻線として構成することができる。ここでスイッチオン巻線Ｌ２、Ｒ２は、典型的にはスイッチオン巻線Ｌ２、Ｒ２を流れる比較的大きな電流により所要の急速な吸着が実現されるように構成されている。その後、保持巻線Ｌ１、Ｒ１に切り替えることができ、この巻線の必要電流は格段に小さい（Ｒ１≫Ｒ２）。図４に示したような構成素子は、たとえば従来のスタータリレーから公知である。
【０００９】
さらにコンデンサが高速消去素子または蓄積素子として使用される。一方ではエネルギーを高速に磁気回路から取り去ることができ、他方ではスイッチオン時に短い応答時間で昇圧するためのエネルギーが使用できなければならない。
【００１０】
誘導性負荷は所定の場合には、非常に大きなエネルギー量を蓄積することができ、たとえばスタータリレーは１ジュールまでのエネルギーを蓄積するから、保護配線のための手間とコストも相対的に高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、遮断時に発生する作動巻線の誘導性負荷は、付加的な巻線を有する消去回路により簡単かつ安価に消去できるという知識に基づく。ここで付加的な巻線または消去巻線は、作動巻線と同じコア、とりわけ強磁性コアの上に間隔または配置される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
作動巻線の遮断時点が消去回路のスイッチオンをトリガし、これにより消去回路は作動コイルの誘導性負荷を消去させる。
【００１３】
それに応じて、コアと、第１の巻線と第２の巻線とを有する電気構成素子が提案される。ここでは第１の巻線も第２の巻線も１つのコアの上に配置されており、とりわけ巻回されている。第２の巻線はスイッチによりオンオフすることができる。第２の巻線の遮断時に、スイッチによって第１の巻線が、消去回路を介して第２の巻線の誘導性負荷を消去するために短絡される。これにより第１の巻線は、好ましくは電気構成素子の作動巻線として構成された第２の巻線に対して消去巻線として作用する。
【００１４】
さらに、上に説明した電気構成素子を有する、自動車用のスタータまたはスタータシステムが提案される。スタータシステムはさらにスタータモータを含む。
【００１５】
さらに、コアと、このコアの周囲に配置された第１の巻線と、前記コアの周囲に配置された第２の巻線と、第２の巻線をオンオフするためのスイッチとを有する電気構成素子の制御方法が提案される。この方法では、第２の巻線の遮断時に、消去回路を介して第２の巻線の誘導性負荷を消去するために第１の巻線が短絡される。
【００１６】
従属請求項には、請求項１に記載された電気構成素子の有利な改善形態および構成が示されている。
【００１７】
好ましい改善形態によれば、第２の巻線は電気構成素子の作動巻線として構成されている。第１の巻線は、作動巻線の誘導性負荷を消去するための消去巻線として構成されている。これにより第１の巻線は作動巻線（第２の巻線）の誘導性負荷を簡単かつ安価に消去することができる。これにより、構成素子に対して別に固有に設けるべき保護配線は有利には不要となる。
【００１８】
別の好ましい改善形態によれば、消去回路は、第１の巻線と終端抵抗の直列回路からなる短絡回路として構成されている。第１の巻線は、所定の巻き数、所定のインダクタンス、および所定の抵抗を有する。短絡回路としての消去回路の構成は非常に簡単であり、第２の巻線の誘導性負荷を消去するための回路技術的な解決手段である。
【００１９】
別の好ましい改善形態によれば第１の巻線は、第２の巻線とは別個に形成されたリアクタンス巻線として電気構成素子の共通のコアの上に配置されている。これにより本発明の消去回路の改善形態は、２つの付加的素子、すなわち消去巻線と終端抵抗が必要なだけである。
【００２０】
本発明の別の好ましい改善形態によれば、消去回路は、第１の巻線を切り替えるための別のスイッチとアースとの間にある、第１の巻線と終端抵抗との並列回路として構成されている。
【００２１】
別のスイッチを使用することにより、有利には第１の巻線も作動巻線としてドライブされる。ここで第１の巻線は好ましくは、この別のスイッチによるスイッチオン時に作動巻線として動作するのに適する。
【００２２】
好ましくはこの別のスイッチは、第２の巻線の遮断時に第１の巻線が、第２の巻線用のスイッチによってスイッチオンされるよう構成されている。
【００２３】
以下、本発明の電気構成素子の機能を詳細に説明する。この説明および本明細書で、Ｒ１は第１の巻線の抵抗、Ｌ１は第１の巻線のインダクタンス、ｎ１は第１の巻線の巻き数、Ｒ２は第２の巻線の抵抗、ｎ２は第２の巻線の巻き数、Ｌ２は第２の巻線のインダクタンス、ＲＫは消去回路の終端抵抗、ＵＶは電気構成素子の供給電圧、Ｕａｖは第２の巻線のスイッチＳ２の絶縁破壊電圧、そしてＩ２は第２の巻線Ｌ２、Ｒ２の抵抗Ｒ２を流れる電流である。
【００２４】
ここで好ましくは、第１と第２の巻線の抵抗Ｒ１、Ｒ２と巻き数ｎ１、ｎ２との比は、電気構成素子に印加される供給電圧Ｖｖと第２の巻線のスイッチＳ２の絶縁破壊電圧Ｕａｖとに依存して調整され、供給電圧ＵＶとスイッチＳ２での切り替え過程の時に降下するスイッチ電圧ＵＳ２との電圧差より絶縁破壊電圧Ｕａｖが小さくなるようにする。コアの磁束Φは短い遮断時間の間は一定に留まる。したがって遮断前には、Ｉ１＝０かつＩ２≠０である。
【００２５】
Φ＝Ｉ２’＊ｎ２                                          （１）
スイッチＳ２の遮断後にＩ２＝０になり、したがって、
Ｉ２’＝Ｉ２＊ｎ２／ｎ１                                  （２）
Ｌ１、Ｒ１＋Ｒ２からなる消去回路では、その後、電流Ｉ１が減衰定数τ＝Ｌ１／（ＲＫ＋Ｒ１）で降下する。
【００２６】
Ｉ１（ｔ）＝Ｉ１’＊ｅｘｐ（−ｔ／τ）                    （３）
電流の立ち上がりは遮断直後が最も大きい。
【００２７】
Ｌ１＊ｄ１／ｄｔ’−（ＲＫ＋Ｒ１）＊Ｉ１’                （４）
消去回路の全体エネルギーを消去するためには、ＵＶとＵＳ２の間の電圧差が絶縁破壊電圧Ｕａｖ（スイッチＳ２のアーク電圧またはアバランシュ電圧）を上回ってはならない。
【００２８】
ＵＶ−ＵＳ２＜Ｕａｖ  ただしＵＳ２＝ｄΦ／ｄｔ≒Ｌ１＊ｄ１／ｄｔ            （５）
式（４）と（３）により、遮断直後には以下の消去条件が得られる。
【００２９】
（ＲＫ＋Ｒ１）＊ｎ２／ｎ１＞（Ｕａｖ−ＵＶ）／Ｉ２
またはＩ２、ｍａｘ＝ＵＶ／Ｒ２を考慮して、（ＲＫ＋Ｒ１）／Ｒ２＊ｎ２／ｎ１＞（Ｕａｖ−ＵＶ）／ＵＶ
別の有利な改善形態によれば、電気構成素子は電磁石、リレーまたは変圧器として構成されている。たとえばリレーは、自動車のスタータのスイッチリレーまたはソレノイドスイッチである。
【００３０】
別の好ましい改善形態によれば、それぞれのスイッチは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）として構成されている。
【００３１】
本発明のさらなる実施例が図面に示されており、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術による電気構成素子の第１の例を概略的に示す。
【図２】従来技術による電気構成素子の第２の例を概略的に示す。
【図３】従来技術による電気構成素子の第３の例を概略的に示す。
【図４】従来技術による電気構成素子の第４の例を概略的に示す。
【図５】本発明の構成素子の第１の実施例を概略的に示す。
【図６】本発明の電気構成素子の第２の実施例を概略的に示す。
【図７】本発明の電気構成素子の第３の実施例を概略的に示す。
【図８】本発明の電気構成素子の第４の実施例を概略的に示す。
【図９】図５の本発明の電気構成素子の概略的等価回路を示す。
【図１０】図６の本発明の電気構成素子の概略的等価回路を示す。
【図１１】従来の電気構成素子の概略的等価回路を示す。
【図１２】従来の電気構成素子の概略的等価回路を示す。
【図１３】インダクタンスを付加的に図示した図９から１２の概略的等価回路を示す。
【図１４】インダクタンスを付加的に図示した図９から１２の概略的等価回路を示す。
【図１５】インダクタンスを付加的に図示した図９から１２の概略的等価回路を示す。
【図１６】インダクタンスを付加的に図示した図９から１２の概略的等価回路を示す。
【図１７】図１２の従来の構成素子を備える図１０の本発明の構成素子の等価回路図と比較するための測定例を示す図である。
【図１８】図１７に対応するシミュレーション例を示す図である。
【図１９】図１２の従来の構成素子を備える図１０の本発明の構成素子の等価回路図と比較するための絶縁破壊電力のシミュレーション例を示す図である。
【図２０】図１２の従来の構成素子を備える図１０の本発明の構成素子の等価回路図と比較するための消去条件の限界での絶縁破壊電力のシミュレーション例を示す図である。
【図２１】図１２の従来の構成素子を備える図１０の本発明の構成素子の等価回路図と比較するための、供給電圧が大きい場合の絶縁破壊電力のシミュレーション例を示す図である。
【図２２】図１２の従来の構成素子を備える図１０の本発明の構成素子の等価回路図と比較するための、供給電圧が大きい場合の消去限界のシミュレーション例を示す図である。
【図２３】図１２の従来の構成素子を備える図１０の本発明の構成素子の等価回路図と比較するための、消去限界を上回ったシミュレーション例を示す図である。
【図２４】電気構成素子を制御するための本発明の方法の実施例の概略的フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図５には、本発明の電気構成素子５１の第１の実施例が概略的に示されている。電気構成素子５１は、コア５２と、コア５２の周囲に配置された第１の巻線Ｌ１、Ｒ１と、コアの周囲に配置された第２の巻線Ｌ２、Ｒ２とを有する。第２の巻線Ｌ２、Ｒ２はスイッチＳ２によりオンオフすることができる。電気構成素子５１には供給電圧ＵＶが印加される。第２の巻線Ｌ２、Ｒ２の遮断時にスイッチＳ２でスイッチ電圧ＵＳ２が降下する。
【００３４】
さらに電気構成素子５１は、第１の巻線のインダクタンスＬ１、第１の巻線の抵抗Ｒ１および終端抵抗ＲＫからなる消去回路５３を有する。これにより第１の巻線Ｌ１、Ｒ１は、スイッチＳ２による第２の巻線Ｌ２、Ｒ２の遮断時に、第２の巻線Ｌ２、Ｒ２の誘導性負荷を消去するための消去回路５３を介して短絡される。
【００３５】
図６に示された電気構成素子６１は、コア６２と、第１の巻線Ｌ１、Ｒ１と、第２の巻線Ｌ２、Ｒ２とを有し、図５の実施例とは消去回路の構成および別のスイッチＳ１が存在する点で異なる。図６の消去回路６３は、第１の巻線Ｌ１、Ｒ１と終端抵抗ＲＫの並列回路として、第１の巻線Ｌ１、Ｒ１を切り替えるためのスイッチＳ１とアースの間に形成されている。これにより第１の巻線Ｌ１、Ｒ１は、第２の巻線Ｌ２、Ｒ１２に対する消去巻線として用いられるだけでなく、自立した作動巻線としても用いられる。
【００３６】
さらに図７は、別の作動巻線Ｌ１、Ｒ１が消去巻線として並列抵抗ＲＫを介して動作する電気構成素子７１を示す。ここで図７の電気構成素子７１の消去回路７３は、Ｒ１、Ｌ１およびＲＫにより形成されている。
【００３７】
図８の実施例は図７の実施例とは、電気構成素子８１では電気構成素子７１に対してさらに付加的なインダクタンスＬ１ｐとＬ２ｐが図示されている点で異なる。この付加的なインダクタンスＬ１ｐとＬ２ｐは、漏れ磁束および既存の線路により真に発生するインダクタンスを表す。
【００３８】
図９は、図５の本発明の電気構成素子５１の概略的等価回路を示す。ここで図９の電気構成素子９１は図５の電気構成素子５１に相当し、ツェナーダイオードＤａｖはスイッチＳ２に発生する絶縁破壊電圧の基準として構成されている。絶縁破壊電力はＰＶにより示されている。
【００３９】
さらに図１０は、図６の本発明の電気構成素子の構成素子１０１に対する概略的等価回路を示す。図９に対応してツェナーダイオードＤａｖとＤｌが図示されている。
【００４０】
さらに図１０の構成素子１０１はフリーホイールダイオード１０４を有する。さらに図１０は、第１の巻線Ｌ１、Ｒ１と第２の巻線Ｌ２、Ｒ２に対する並列消去配線１０３を備える等価回路図を示す。
【００４１】
比較のために図１１と１２は、従来の電気構成素子１１１と１１２に対する概略的等価回路図を示す。ここでは切り替え過程の際にそれぞれのツェナーダイオードＤａｖに絶縁破壊電圧ＰＶが発生する。
【００４２】
図１３から１６は、付加的に図示されたインダクタンスＬ１ｐとＬ２ｐを備える図９から１２の概略的等価回路図を示し、これらのインダクタンスは実際に存在する線路インダクタンスを表す。図１３から１６は、寄生インダクタンスＬ１ｐ、Ｌ２ｐが発生するため上記の消去条件が変動する可能性を示す。
【００４３】
図１７には、図１０の本発明の構成素子の等価回路図と比較するために図１２の従来の構成素子を備える測定例が示されている。詳細には図１７は、別個に制御される二重巻線の巻線を有するスタータリレーの測定例である。フリーホイール経路の電流、電圧および損失電力が、消去巻線ありの場合（図１０）が上部に、消去巻線なしの場合（図１２）が下部にプロットされている。フリーホイールダイオード１０４または１２４の消去電力（図１０と１２参照）は、消去巻線により非常に小さくなる。したがって消去巻線Ｒ２、Ｌ２の有効性が示されている。フリーホイール経路がないと絶縁破壊電圧Ｖａｖがより高くなるが、消去巻線Ｌ１、Ｒ２を介して完全に消去できよう。
【００４４】
図１７に対しては以下の値が選択された。ＵＶ＝１．５Ｖ、Ｒ１＝１．４Ω、ｎ１＝１１０、Ｒ２＝２．８Ω、ｎ２＝１５０、Ｕｄ＝０．７Ｖ。
【００４５】
付加的なツェナーダイオードによる対応するシミュレーション例が図１８に示されている。これにより終端抵抗または短絡抵抗ＲＫをさらに大きくすることができる。
【００４６】
さらに図１９は、図１０の消去巻線を有する場合と、図１２の消去巻線を有しない場合の絶縁破壊電力のシミュレーション例を示す。図１２に参照として示された破線は、消去経路がない場合に発生するアーク電圧またはアバランシュ電圧を示す。さらに図１９は、消去経路の作用が、絶縁破壊電圧Ｖａｖが高ければ高いほどより良好であることを示す。なぜならより高い絶縁破壊電圧Ｖａｖによって動作する図１０の消去巻線は図１９に関連してフリーホイール経路がなくても非常に効果的だからである。スイッチＳ２にあるエネルギー量の少ない寄生インダクタンスだけを消去すればよい。
【００４７】
図１９に対しては以下の値が選択された。ＵＶ＝１．５Ｖ、Ｒ１＝１．４Ω、ｎ１＝１１０、Ｒ２＝２．８Ω、ｎ２＝１５０、ＲＫ＝１Ω、Ｕａｖ＝５０Ｖ。
【００４８】
図２０は、消去条件の限界での絶縁破壊電圧のシミュレーション例を示す。ここで図２０は、より高い絶縁破壊電圧により減衰定数τ＝Ｌ１／（Ｒｋ＋ｒ１）が小さくなり得ることを示す。ここで境界例は、主に消去巻線を介する消去について示す。
【００４９】
図２０に対しては以下の値が選択された。ＵＶ＝１．５Ｖ、Ｒ１＝１．４Ω、ｎ１＝１１０、Ｒ２＝２．８Ω、ｎ２＝１５０、ＲＫ＝１０Ω、Ｕａｖ＝５０Ｖ。
【００５０】
さらに図２１は、供給電圧ＵＶが大きい場合の絶縁破壊電力についてのシミュレーション例を示す。ここで図２１は、供給電圧ＵＶの増大とともに減衰定数τが大きくならなければならないことを示す。その場合には、消去巻線を介して完全に消去される。
【００５１】
図２１に対しては以下の値が選択された。ＵＶ＝１２．５Ｖ、Ｒ１＝１．４Ω、ｎ１＝１１０、Ｒ２＝２．８Ω、ｎ２＝１５０、ＲＫ＝１Ω、Ｕａｖ＝５０Ｖ。
【００５２】
さらに図２２は、供給電圧が大きい場合の消去限界についてのシミュレーション例を示す。この境界例では主に消去巻線を介して消去される。
【００５３】
図２２に対しては以下の値が選択された。ＵＶ＝１２．５Ｖ、Ｒ１＝１．４Ω、ｎ１＝１１０、Ｒ２＝２．８Ω、ｎ２＝１５０、ＲＫ＝５Ω、Ｕａｖ＝５０Ｖ。これによりＲＫ＜４．７６Ωの計算値が得られる。
【００５４】
図２３は、消去限界を上回ったときのシミュレーション例を示す。図２３は詳細には、減衰定数さらに小さくなることのない消去回路において終端抵抗ＲＫがさらに大きくなると消去作用が弱くなることを示す。言い替えると、終端抵抗ＲＫが過度に大きいと、時定数が過度に小さく選択され、そのためスイッチＳ２で絶縁破壊が生じ得る。
【００５５】
図２３に対しては以下の値が選択された。ＵＶ＝１２．５Ｖ、Ｒ１＝１．４Ω、ｎ１＝１１０、Ｒ２＝２．８Ω、ｎ２＝１５０、ＲＫ＝１０Ω、Ｕａｖ＝５０Ｖ。
【００５６】
図２４は、電気構成素子５１を制御するための本発明の方法の実施例の概略的フローチャートである。図２４の実施例は、方法ステップ２４１と２４２を有し、図５を参照して説明する。
【００５７】
方法ステップ２４１：
コア５２と、第１の巻線Ｌ１、Ｒ１と、第２の巻線Ｌ２、Ｒ２と、第２の巻線Ｌ２、Ｒ２をオンオフするためのスイッチＳ２とを有する電気構成素子５１が準備される。
【００５８】
方法ステップ２４２：
第２の巻線Ｌ２、Ｒ２の遮断時に、第２の巻線Ｌ２、Ｒ２の誘導性負荷を消去するために第１の巻線Ｌ１、Ｒ１が消去回路５３を介して短絡される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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