(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の能動型切換え要素（Ｓ）を用いてブリッジ整流器（１）を駆動制御するための方法において、標準作動で前記複数の能動型切換え要素（Ｓ）の少なくとも１つの能動型切換え要素を電圧信号で駆動制御し、該電圧信号の電圧を、少なくとも１つの切換え時間内で、該切換え時間開始時の第１の電圧値から該切換え時間終了時の第２の電圧値へ変化させ、その際前記第１の電圧値と前記第２の電圧値とのうち低いほうの電圧値は前記切換え要素（Ｓ）の閾値電圧の最小値未満であり、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値とのうち高いほうの電圧値は前記切換え要素（Ｓ）の前記閾値電圧の最小値より高く、かつ、前記閾値電圧の最小値と前記低いほうの電圧値との差より、前記高いほうの電圧値と前記閾値電圧の最小値との差の方がおおきく、前記ブリッジ整流器（１）に負荷制限を確認したときに前記少なくとも１つの切換え時間を予め設定可能な時間だけ延長させ、その結果切換え時の前記電圧信号の勾配を変化させるようにした方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの能動型切換え要素（Ｓ）として、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値との間の異なる電圧値で駆動制御することにより、前記能動型切換え要素（Ｓ）によって切換え可能な切換え接続部（Ｄ，Ｏ）の間に異なる抵抗値を生じさせることができるような少なくとも１つの能動型切換え要素（Ｓ）を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使用する前記少なくとも１つの能動型切換え要素（Ｓ）においては、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値との間での電圧値の段階的調整を含む駆動制御が、前記切換え接続部（Ｄ，Ｏ）の間でのオン状態抵抗値の段階的変化と関連している、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの能動型切換え要素（Ｓ）として、少なくとも１つのトランジスタ、特に金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタを使用し、前記電圧信号によって前記少なくとも１つのトランジスタのゲート（Ｇ）に作用を及ぼす、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の電圧値として、前記少なくとも１つのトランジスタの閾値電圧未満にある電圧値を使用し、前記第２の電圧値として、前記少なくとも１つのトランジスタの閾値電圧より高い電圧値を使用する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記負荷制限を、前記標準作動において前記ブリッジ整流器（１）によって出力される出力信号に基づいて確認する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記負荷制限を確認する際、ハーフブリッジ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に印加される電圧信号を、前記少なくとも１つの能動型切換え要素（Ｓ）を介して少なくとも一時的にアース接続部（Ｂ−）へ誘導する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記切換え時間を延長させるための前記時間を、最大許容電圧上昇と、前記ブリッジ整流器（１）が供給するネット内の少なくとも１つのインダクタンス値とに基づいて特定する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実施するために設置されている、複数の能動型切換え要素（Ｓ）を備えたブリッジ整流器（１）を有する整流装置において、該整流装置が、前記複数の能動型切換え要素（Ｓ）のうちの少なくとも１つの能動型切換え要素を、少なくとも１つの切換え時間内で電圧を第１の電圧値から第２の電圧値へ変更可能な電圧信号を用いて駆動制御するために設置されている制御装置（３）と、負荷制限の確認のために前記ブリッジ整流器（１）に設置されている手段と、負荷制限が確認されたときに前記少なくとも１つの切換え時間を予め設定可能な時間だけ延長させるための手段とを有している整流装置。
【請求項１０】
プログラムコード手段を備え、該プログラムコード手段が演算ユニットで実施されるときに、該プログラムコード手段が前記演算ユニットによって請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法を実施させるようにしたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷制限時に複数の能動型切換え要素を用いてブリッジ整流器を駆動制御するための方法、この種の方法を実施するために設置される整流装置およびコンピュータプログラム製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
３相交流電流システムから直流電流システムへ給電するために、種々の構成の整流器を使用することができる。なお本願は、たとえば公知の金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の形態の能動型切換え要素を有する能動型または制御型ブリッジ整流器に関する。自動車搭載電源では、そこに通常組み込まれている３相交流発電機に対応して、ブリッジ整流器が６パルス実施で使用されることが多い。しかしながら、本発明は他の相数の、たとえば５パルスの発電機用のブリッジ整流器に対しても、および他の使用状況においても同様に適している。
【０００３】
たとえば特許文献１に述べられているように、自動車で能動型ブリッジ整流器を使用するのが望ましいのは、とりわけ能動型ブリッジ整流器は、受動型または非制御型のブリッジ整流器とは異なり、パワーロスがより少ないからである。
【０００４】
しかしながら、特に能動型ブリッジ整流器での致命的な欠陥事例は、（負荷遮断を含めた）負荷制限である。負荷制限は、発電機が高励起状態になり、これに対応して高電流が出力されたときに、発電機での負荷が（たとえば消費装置のオフ作動により）急激に減少し、これが直流電圧網内の容量性作用要素（たとえば自動車搭載電源内のバッテリー）によってくいとめられないときに、発生する。
【０００５】
ここで、極端な場合には、発電機により約３００ないし５００ｍｓの継続時間まで引き続きエネルギーを電源網内に提供することができる。このエネルギーは、下流側に接続されている電気構成要素を過電圧損傷から保護するために、ブリッジ整流器内で置換（消失）させることができるようでなければならない。この保護は、受動型または非制御型ブリッジ整流器の場合、通常整流器ダイオード自体によって行われる。というのは、そこではロスエネルギーを熱に置換できるからである。しかしながら、最近入手可能な能動型切換え要素、たとえばＭＯＳＦＥＴでは、この特性を完全に再生することができない。それ故付加的な保護戦略が必要である。
【０００６】
負荷制限の場合、前記の特許文献１にも述べられているように、たとえば上部整流器分岐部または下部整流器分岐部のいくつかの切換え要素またはすべての切換え要素を完全にまたは一時的に短絡させることができる。この場合、対応する駆動制御信号は、最小電圧レベルを下回らないように、且つ最大電圧レベルを上回らないように同期化させることができる。
【０００７】
しかしながら、１つの半波内部で駆動制御信号を多重に同期化することには欠点がある。というのは、このためには各相に対して評価回路が必要であり、搭載電源電圧を維持するために適当な中間回路容量部を設けねばならないからである。これは、熱的境界条件と、発電機への取り付け場所に必要な振動耐性とのために実現は困難である。特に、対応する相短絡の分割の場合には急速な電流変化が生じることがあり、既存のケーブルインダクタンスと連合すると、電圧ピークが発生する。これにより、結合されている構成要素が損傷することがある。
【０００８】
それ故、負荷制限時の能動型ブリッジ整流器に対して保護戦略を改善する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００９０４６９５５Ａ１号明細書
【発明の概要】
【００１０】
これを背景にして、本発明は、独立請求項の構成を備えた、負荷制限時に複数の能動型切換え要素を用いてブリッジ整流器を駆動制御するための方法、この種の方法を実施するために設置される整流装置およびコンピュータプログラム製品を提案する。
【００１１】
本発明の主要な観点は、負荷制限時にブリッジ整流器の少なくとも１つの能動型切換え要素を駆動制御するために、駆動制御信号として、標準作動に比べて延長した少なくとも１つの切換え時間を有する電圧信号を使用することにある。なお「切換え時間」とは、本出願の範囲内では、駆動制御信号が第１のより低い電圧値から第２のより高い電圧値へ上昇し、或いは、第２のより高い電圧値から第１のより低い電圧値へ降下するまでに経過する時間であり、すなわち（両方向のうちの１つの方向において）対応的に変化した時間である。従って、本発明の範囲内では、駆動制御信号の勾配を変化させる。
【００１２】
少なくとも１つの能動型切換え要素は、負荷制限時に、印加電圧信号を少なくとも一時的にアースへ接続制御する（すなわちすでに述べたように「短絡させる」）ために使用する。この種の相では、使用される１つの能動型切換え要素が駆動制御され、すなわち少なくとも１つの能動型切換え要素を介して該能動型切換え要素の切換え可能な接続部間の結合をたとえばアースさせるために電圧値が十分であるような駆動制御信号を作用させる。対応する駆動制御信号とは、たとえばブリッジ整流器の能動型切換え要素、たとえばＭＯＳＦＥＴのゲートに印加される電圧信号である。能動型切換え要素の切換え可能な接続部とは、たとえば該能動型切換え要素のドレイン・ソース接続部である。
【００１３】
しかしながら、本発明の範囲内では、トランジスタ以外に他の能動型切換え要素を使用することも適しているが、第１の電圧値と第２の電圧値との異なる電圧値で駆動制御することにより、能動型切換え要素によって切換え可能な対応する切換え接続部間で異なる抵抗値を生じさせることができることが前提である。使用することのできる少なくとも１つの能動型切換え要素とは、たとえば第１の電圧値と第２の電圧値との間での段階的調整を含む駆動制御が、切換え接続部の間でのオン状態抵抗値の段階的変化と（たとえば線形的に或いは数学的または実験的に検出可能な関数の形態で）関連しているような能動型切換え要素である。
【００１４】
周知のように、たとえば前述のＭＯＳＦＥＴのようなトランジスタにおけるドレインとソースとの間のオン状態抵抗値は、ゲートとソースとの間に印加される電圧に依存している。いわゆる閾値電圧（英語のThreshold Voltage）未満であれば、ドレインとソースとの間の結合はトランジスタを介して高オームであり、これよりも上であれば低オームである。
【００１５】
しかしながら、閾値電圧に達した場合、オン状態抵抗値は急激にその最小値（慣用用語法でいえば「高度制御」されているような値）へ低下しない。このことは、図４との関連でも後述する。むしろ、ゲートとソースとの間の電圧が上昇したときの抵抗は、閾値電圧を介して当初は強く落ち込むが、その最小値よりも上の特定の値に落ち込むにすぎない。ゲートに印加される電圧がたとえば１ないし２Ｖだけさらに上昇したときに初めて、最小オン状態抵抗値が生じる。
【００１６】
それ故、前述した、負荷制限時に能動型ブリッジ整流器の少なくとも１つの能動型切換え要素を駆動制御するための駆動制御信号の第１のより低い電圧値は、好ましくはかろうじて閾値電圧よりも低く（たとえば０．１Ｖ）、第２のより高い電圧値はこれよりも上にあり、すなわちオン状態抵抗値がその最小値付近にあるような値である。第２のより高い電圧値はたとえばオン状態抵抗値よりもたとえば０．１ないし２Ｖより高くてもよい。
【００１７】
換言すれば、第１のより低い電圧（たとえば閾値電圧）と第２のより高い電圧（たとえばトランジスタが高度制御されているような電圧）との間の特定の電圧範囲が、両方向において、所定の特定時間内でよりもより迅速に経過しないような駆動制御信号を使用することが提案される。第１のより低い電圧と第２のより高い電圧とは、たとえば製造者データおよび／または測定に基づいて確定することができる。たとえば第１のより低い電圧は製造者により閾値電圧として記載され、第２のより高い電圧は”ＲＤＳ  ｏｎ”としてまたはこれに比較可能な値の形態で記載される。
【００１８】
このようにこの駆動制御は、上記範囲で電圧変化を適宜緩速に行なって、ドレインとソースとの間のオン状態抵抗値を緩速にしか変化させないことを考慮している。これは特に、第２のより高い電圧から第１のより低い電圧へ移行する際に有利である。これに対応する駆動制御の場合、電流はそれぞれの切換え要素によって、従って短絡によって最終的に中断され、その代わり、整流器に接続されている直流電圧網へ電流が供給される。第１のより低い電圧から第２のより高い電圧への移行の際には、適宜短絡を起動させる。
【００１９】
負荷制限の際に上記範囲をそれぞれ緩速に通り過ぎると、オン状態抵抗値は従来のように急激に変化せずに、いまや徐々に変化する。オン状態抵抗値が変化する時間内では、たとえばケーブルインダクタンスに蓄積されていた電流は分解し、（短絡を解除した際の）著しい過電圧、または、（短絡を起動した際の）不足電圧が発生することはない。これによってこのような過電圧または不足電圧が確実に回避される。
【００２０】
本発明による駆動制御図式は、もちろん前述した第２のより高い電圧から第１のより低い電圧への移行の際に、すなわち短絡を解除する際に特に有利である。従来の駆動制御では、既存のインダクタンスがこのケースで切換え要素を介して供給される電流を当初は頻繁に吸収せず、その結果電圧が上昇していた。本発明による方法を適用すると、第１のより低い電圧から第２のより高い電圧への移行の際にも（すなわち短絡を起動する際にも）利点が得られる。このケースでは不足電圧が回避される。従って本発明による方法により、電圧ピークまたは電圧落ち込みは総じて十分に回避され、たとえば整流器にダイレクトに取り付けられるたとえば制御器のような電子部品が損傷することはあり得ない。
【００２１】
上記の特定の時間は、たとえば方程式ＵＬ＝Ｌ×ｄｉ／ｄｔに基づいて求めることができる。ＵＬは既存の導線インダクタンスにおいて誘導される電圧を表わし、従って直流電圧網の公称電圧または目標電圧とブリッジ整流器の直流電圧出力部（Ｂ＋）における電圧との間での許容電圧ずれを表わしている。最大許容誘導電圧ＵＬ（たとえば６Ｖ）と与えられた導線インダクタンス（１．５μＨ）とに対しては、電流上昇は４Ａ／μｓより大きくてはならない。
【００２２】
さらに、複数の切換え要素における相短絡の中断を同時に行なわないように配慮するのが有利である。このために適当な時間量をバッファーとして設定する。これにより個々の相電流がずらして解放され、このことは導線内で誘導される電圧上昇を追加的に制限する。適当にずらすためには、個々の駆動制御の開始を、本発明に従って延長される切換え時間を伴って行なうだけで、たとえば検知閾値の公差に基づいてずらされる時点でもって行なうだけで、十分な場合もありうる。他のケースでは、このためにたとえば公知のタイマーを使用することができる。
【００２３】
以下でも詳細に説明するように、本発明に従って緩速化される駆動制御のため、すなわちたとえば切換え要素をオンオフするために適当な電圧傾斜を生成するため、もっとも簡単なケースでは、ＲＣ素子を使用することができる。切換え時間を延長するための他のコンセプトも考えられる。
【００２４】
本発明は、従来の方法に比べて一連の利点を提供する。たとえば、負荷制限時に能動型切換え要素を、たとえばＭＯＳＦＥＴを外部配線によって直線作動状態へもたらし、これによって公知のツェナーダイオードに相当するシステム挙動を生じさせることが提案された。しかしながら、パワーエレクトロニクス素子においては、この作動状態で高い電気パワーロスを置換せねばならない。これに対し、本発明によれば、比較的低い電気パワーロスしか発生しない。それ故、切換え要素はより堅牢性に乏しく設計されてよく、このことはコストを節減させる。
【００２５】
負荷制限時に自由になるエネルギーを消失させるために、いくつかの切換え要素またはすべての切換え要素を完全にまたは一時的に短絡させるようにした冒頭で述べた方法に比べても、本発明はいくつかの利点を提供する。特に、本発明によれば、搭載電源電圧を維持するために従来必要であった、密に結合される中間回路容量部は必要ない。冒頭で述べたように、発電機の取り付け場所に取り付けられる対応する中間回路容量部は、熱的境界条件と必要な振動耐性とのために、いかなる場合もかなりのコストのもとでしか装着できない。
【００２６】
しかしながら特に、本発明に従って提案される処置により、相短絡の解放時に発生する急激な電流変化は、よって電圧ピークは著しく減少し、或いは完全に回避される。それ故、下流側に接続されている構成要素は対応的に高コストの過電圧保護手段を備える必要はない。
【００２７】
本発明による演算ユニット（たとえば自動車の制御器）または整流制御部は、特にプログラム技術で、本発明による方法を実施するために設置されている。
【００２８】
ソフトウェアの形態での方法の実現も有利である。というのは、これは、特に実行制御器が他の課題に対しても利用され、それ故実行制御器が既存のものである場合に、特に少ないコストを生じさせるからである。コンピュータプログラムを提供するために適したデータキャリアは特にフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等である。コンピュータネット（インターネット、イントラネット等）を介してのプログラムのダウンロードも可能である。
【００２９】
本発明の更なる利点および構成は以下の説明および図面から明らかである。
【００３０】
なお、前述した構成および以下にさらに説明する構成は、その都度記載する組み合わせで使用可能であるばかりでなく、本発明の範囲を逸脱しなければ、他の組み合わせにおいても、また単独でも使用可能である。
【００３１】
本発明は１実施例に関して図面に図示されており、以下で図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に従って駆動制御できる能動型ブリッジ整流器を備えた装置を示す図である。
【図２】技術水準に従って負荷制限時に能動型ブリッジ整流器を駆動制御する際の電流推移を表わす図である。
【図３】能動型ブリッジ整流器内に設けられて本発明の１実施形態に従って駆動制御可能な能動型切換え要素の特性曲線を示す図である。
【図４】本発明に従って作動させることができる負荷制限テスト装置を示す図である。
【図５】技術水準に従って駆動制御される能動型ブリッジ整流器の電流推移および電圧推移を示す図である。
【図６】本発明の１実施形態に従って駆動制御される能動型ブリッジ整流器の電流推移および電圧推移を示す図である。
【図７】本発明の１実施形態に従って能動型切換え要素を駆動制御するための回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図面では、同じ要素または互いに対応する要素は同じ参照符号で記載されており、重複する説明は省略する。
【００３４】
図１には、ブリッジ整流器１と発電機２とを備えた装置が３相システムを例に図示されている。ブリッジ整流器１は、本発明の特に有利な実施形態によれば、駆動制御することができる。ブリッジ整流器は、図１では、６パルスブリッジ整流器として図示されており、３相発電機２の３相交流電流を整流するために設置されている。しかし、同様に、たとえば５パルス、６パルスまたは７パルスの発電機２と、対応的に整合したブリッジ整流器１とを使用してもよい。
【００３５】
ブリッジ整流器１は３つのハーフブリッジＵ，Ｖ，Ｗを有し、これらのハーフブリッジは入力部ｕ，ｖ，ｗを介して発電機２の対応する出力部と結合され、よってそれぞれの発電機巻線部と結合されている。
【００３６】
ハーフブリッジＵ，Ｖ，Ｗは出力側においてたとえば、直流電圧網の正のバッテリー極Ｂ＋および負のバッテリー極Ｂ−および／または対応する供給線Ｂ＋およびＢ−に接続されている。接続部Ｂ−はアースと結合されていてよい。ハーフブリッジＵ，Ｖ，Ｗはそれぞれ能動型切換え要素Ｓ、たとえばＭＯＳＦＥＴを有し、これら能動型切換え要素はそれぞれのハーフブリッジＵ，Ｖ，Ｗの上部分岐部Ｈおよび下部分岐部Ｌに結束されている。
【００３７】
入力部ｕ，ｖ，ｗは、能動型切換え要素Ｓの対応する結線に応じてＢ＋および／またはＢ−と結合させることができるが、その際にＢ＋とＢ−の間の「ホットパス」を阻止するため、１つのハーフブリッジＵ，Ｖ，Ｗの２つの切換え要素の同時駆動制御は回避すべきである。
【００３８】
能動型切換え要素Ｓには、それぞれそのゲート接続部Ｇを介して、駆動制御パターンに対応して図示していない駆動制御線を介して制御装置３によって提供される駆動制御信号を作用させることができる。発電機の標準作動は能動型切換え要素Ｓを次のように駆動制御し、すなわち対応する入力部ｕ，ｖ，ｗに印加される、該入力部と結合されている発電機２の発電機巻線部の電流信号が、Ｂ＋とＢ−に従って交互に高度制御されるように、駆動制御する。これは、正の半波が入力部ｕ，ｖ，ｗに印加されたときにそれぞれの信号がＢ＋に従って高度制御されるように、これに対し負の半波が印加されたときには信号がＢ−に従って高度制御されるように、規則的に行われる。Ｂ＋における出力電圧の調整は、適当な同期化によっても行うことができる。
【００３９】
図１に図示した装置では、負荷制限はＢ＋に印加される電圧に基づいて検出することができる。この場合、所定の閾値を越えれば、負荷制限があると認定することができる。
【００４０】
負荷制限が認定された場合の整流器１の駆動制御は次のように行うことができ、すなわちそれぞれ入力部ｕ，ｖ，ｗのうちの１つを介して整流器１のハーフブリッジと結合されている発電機２の相巻線のうちの少なくとも１つが、時間的に所定どおりにＢ−と結合されるように、たとえばアースと結合されるように行われる。これは「短絡」とも呼ばれる。その結果電圧が低下する。アース接続が再び中断されると（すなわちそれぞれの短絡が解除されると）、電圧は再び上昇する。この過程は、出力電圧を制御するために、および／または、発電機の過電圧を減退させるために使用できる。しかしながら、すでに述べたように、この場合電流ピークまたは電圧ピークによる問題が発生することがある。というのは、対応する電流が急激に発生または減退するからである。電圧ピークによってハーフブリッジ内に高いパワーロスが発生し、熱破壊を生じさせることがある。適当な駆動制御信号の高周波同期化による適宜な制御はコスト高であり、場合によっては電磁整合性に関する問題を生じさせる。
【００４１】
また、特に、たとえば整流器１のそれぞれ厳密に１つの入力部ｕ，ｖ，ｗを、この入力部に接続されている相巻線からの正の半波全体を印加している時間の間にＢ−と接続させ、そしてこれと同時に、または、これとは択一的に、整流器１のそれぞれ厳密に１つの入力部ｕ，ｖ，ｗを、この入力部に接続されている相巻線からの負の半波全体を印加している時間の間にＢ＋と接続させることもできる。しかしここでも、場合によっては電流ピークまたは電圧ピークが発生するという問題が生じる。
【００４２】
図２には、負荷制限時に技術水準に従って能動型ブリッジ整流器１に対しこの種の駆動制御を行った際の発電機電流の推移が図示されている。図２に図示したグラフでは、発電機電流の推移ｉが、ｘ軸の時間ｔ（ｍｓ）に対するｙ軸の電流Ｉ（Ａ）としてプロットされている。
【００４３】
すでに図１との関連で述べたように、負荷制限時の従来の駆動制御の範囲内では、特定の時間２１の間、切換え要素ＳはたとえばＢ−に対し短絡される。これに対して、時間２２の間に、電流が直流電圧網へ放出される。図から見て取れるように、その際電流はたとえば０Ａから１００Ａへ急激に増大し、そして対応的に急激に減少する。これにより、搭載電源内でのケーブルインダクタンスとの関連で、すでに述べたように、電圧ピークが対応的な負の作用を伴って生じることがある。これは本発明によれば回避することができる。というのは、適宜切換え時間を長くすることにより、電流推移が平坦な信号エッジを有するからである。換言すれば、これにより、ケーブルインダクタンスから切換え要素への、或いは、その逆の電流の「穏やかな」受け渡しが可能になる。本発明の１実施形態に対応して得ることのできる改善は、後述する図５および図６から、特にその部分グラフＡから明らかである。
【００４４】
図３には、本発明の１実施形態に従って駆動制御可能なブリッジ整流器用能動型切換え要素の特性曲線３１，３２，３３が図示されている。これら特性曲線は、図１に図示したブリッジ整流器１の１つの切換え要素Ｓの、たとえば対応するＭＯＳＦＥＴの特性曲線３１，３２，３３である。
【００４５】
ｘ軸には、能動型切換え要素のゲートとソースとの間の電圧が記載され、すなわちたとえば能動型切換え要素Ｓの駆動制御のために使用される制御装置３の駆動制御信号の電圧値が記載されている。ｙ軸は、これによって生じるオン状態抵抗値をｍΩで示している。特性曲線３１，３２，３３は２１Ａ、５２Ａまたは８２Ａの電流に関わる。
【００４６】
すでに述べたように、切換え要素のゲートとソースとの間に約５Ｖないし６Ｖの電圧があると、オン状態抵抗値は約３ｍΩ（いわゆる閾値電圧）へ急激に落ち込む。しかしながら、この場合当初はまだ約１．８ｍΩの最小値には達しない。それ故、破線で示した領域３４（約２Ｖを含む）では、ゲートとソースとの間に印加される電圧を適合させることによってオン状態抵抗値を制御することができる。この領域が負荷制限時にたとえば８Ｖから４Ｖまでゆっくり変化すると、図２に図示した急激な電流上昇を緩和させることができる。従って、ケーブルインダクタンスがあれば、対応する緩衝作用を発揮させるために十分な時間が得られる。よって、有害な過電圧または不足電圧はもはや発生しない。
【００４７】
図４は、本発明に従って使用することのできる、負荷制限のテストまたはシミュレーションを行うための装置４０を図示したものである。装置４０は、図１を参照して前述したように発電機２を含んでいる。前記発電機には電圧Ｕ１が印加される。
【００４８】
装置４０のコンデンサ４１と４２および負荷抵抗器４３と４４は、実際の搭載電源の容量または抵抗を表わしている。搭載電源には電圧Ｕ２が生じる。コンデンサおよび負荷抵抗器はケーブル４７を介して発電機２に接続され、スイッチ４５と４６を介して切換え可能である。ケーブル４７は車両搭載電源のインダクタンスを再生し、このインダクタンスにより負荷制限の場合にＵ１とＵ２の間に電圧差が発生する。
【００４９】
負荷制限の開始時には、両スイッチ４５と４６は閉じている。発電機２は、電圧Ｕ２と負荷抵抗器４３および４４とから算出される電流を搭載電源に出力する。
【００５０】
負荷制限は、スイッチの１つ４５または４６を開くことによって再生することができる。この場合、スイッチ４５を開くことは、たとえばバッテリーボルトの脱落によって実際に発電機に発生するような０％への負荷制限に相当している。これに対しスイッチ４６を開くことは、比較的大きな抵抗型負荷をオフにすることによって搭載電源内に発生するような部分負荷制限を再生する。「もたらされる」負荷電流の大きさは負荷抵抗器４４の抵抗値によって調整することができ、残りの搭載電源流の大きさは負荷抵抗器４３の抵抗値によって調整することができる。
【００５１】
注意すべきことは、直流電圧網に連続的に電圧供給するための発電機のパルス状電流出力のために（図２を参照）、たとえばコンデンサの形態のエネルギーアキュムレータが必要なことである。これは通常の直流電圧網、たとえば自動車搭載電源において常に存在するケースである。しかし、前述した相短絡の中断の際には、ケーブルインダクタンスに基づいて電圧上昇が生じる。
【００５２】
図５および図６は、技術水準に従って（図５）、および、本発明の１実施形態に従って（図６）駆動制御される能動型ブリッジ整流器における電流推移および電圧推移を示している。この場合の発電機は、たとえば図１の装置に図示したような、適当な整流器を備えた３相発電機である。電流推移と電圧推移とは、共通のｘ軸に記載した時間（ｍｓ）に対して、部分グラフＡないしＤのそれぞれｙ軸にそれぞれＡまたはＶで記載されている。図５と図６とは、図４に図示した装置内で発生するような電流および電圧に基づいて説明する。むろん、これに対応する電流および電圧は同じように実際の負荷制限状況で発生する。
【００５３】
垂直な実線は、それぞれの切換え要素において短絡の起動が導入される時点をそれぞれ示しており、対応的に、破線は短絡解除を開始する時点を示している。
【００５４】
部分グラフＡはＩＧで発電機出力電流を示している。この発電機出力電流は、たとえば図４の装置４０においてはケーブル４７内で測定することができる。部分グラフＢ１とＢ２には、図４の電圧Ｕ２とＵ１に対応する電圧推移が図示されている。部分グラフＣ１ないしＣ３は、使用される３相発電機の発電機位相ｕないしｗにおける相電圧Ｖ（ｕ）ないしＶ（ｗ）を示している。部分グラフＤはそれぞれの相電流を示している。
【００５５】
特に図５および図６の部分グラフＢ１とＢ２を見て明らかなように、特に従来の駆動制御（図５）の範囲内での電圧Ｕ１の変動は、構築された電子システムに対し有害な影響を与え得るような値に達している。これは本発明の実施形態による駆動制御の場合（図６）には回避される。
【００５６】
図７は、本発明の１実施形態に従って負荷制限時に緩速に行なう駆動制御を回路技術に置換したものを示し、その全体を７０で表わしたものである。
【００５７】
たとえば発電機出力部の正の電圧極Ｂ＋と結合されている（図１を参照）接続部７１を介して、対応する電圧をコンパレータ７２を用いて常時監視して負荷制限を検知する。接続部７１に負荷制限が検知されれば、コンパレータ７２を介して出力信号が出力される。
【００５８】
傾斜制御部７３は、コンパレータ７２の出力信号に基づき、何度も説明したように切換え要素を駆動制御するための、たとえば図１の切換え要素Ｓを駆動制御するための信号エッジの勾配を限定する。
【００５９】
優先化機構７４は、相短絡が継続している間、入力部７５に印加されている正規の駆動制御信号を遮断する。これにより、対応的に緩速化された電圧変化がゲートドライバ７６によって切換え要素ＳのゲートＧに発生する。
【符号の説明】
【００６０】
１  ブリッジ整流器
３  制御装置
Ｂ−  アース接続部
Ｄ，Ｏ  切換え接続部
Ｇ  ゲート
Ｓ  切換え要素
Ｕ，Ｖ，Ｗ  ハーフブリッジ
【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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