(57)【要約】【課題】スイッチング過程又はパワープラグの取り外しの際のアーク放電が確実かつ急速に消えるようにすることである。【解決手段】上記課題は、直流電圧搭載電源において電流をサイクリックに中断するための装置が設けられていることによって解決される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流源（２）及び負荷（３）を有する直流電圧搭載電源において、
該直流電圧搭載電源（１）において電流をサイクリックに中断するための装置（４）が設けられていることを特徴とする、電流源（２）及び負荷（３）を有する直流電圧搭載電源。
【請求項２】
装置（４）によって電流は一定の周期休止時間比率によってクロック制御されることを特徴とする、請求項１記載の直流電圧搭載電源。
【請求項３】
電流の周期はほぼ１０ｍｓであることを特徴とする、請求項２記載の直流電圧搭載電源。
【請求項４】
直流電圧搭載電源（１）は少なくとも１つの第１の電圧レベル（６）及び第２の電圧レベル（７）を有するマルチ電圧搭載電源（５）であることを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の直流電圧搭載電源。
【請求項５】
マルチ電圧搭載電源（５）の電圧レベル（６、７）は少なくとも１つのＤＣ/ＤＣコンバータ（８）に接続されていることを特徴とする、請求項４記載の直流電圧搭載電源。
【請求項６】
電流のサイクリックな中断のための装置（４）はＤＣ/ＤＣコンバータ（８）の制御装置（９）によって形成されていることを特徴とする、請求項５記載の直流電圧搭載電源。
【請求項７】
電流のサイクリックな中断のための装置（４）はスマートパワースイッチ（１０）であることを特徴とする、請求項１〜６のうちの１項記載の直流電圧搭載電源。
【請求項８】
直流電圧搭載電源（１）は外部充電サポートポイント（１２）からの外部エネルギ供給のための供給手段（１１）を有することを特徴とする、請求項１〜７のうちの１項記載の直流電圧搭載電源。
【請求項９】
外部充電サポートポイント（１２）はＤＣ/ＤＣコンバータ（８）を介して直流電圧搭載源電源（１）に接続されていることを特徴とする、請求項８記載の直流電圧搭載電源。
【請求項１０】
直流電圧搭載電源（１）は少なくとも２つの並列に接続されたＤＣ/ＤＣコンバータ（８、１３）を有し、該並列に接続されたＤＣ/ＤＣコンバータ（８、１３）はアップモード及びダウンモードにおいて制御されることを特徴とする、請求項１〜９のうちの１項記載の、直流電圧搭載電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流源及び負荷を有する直流電圧搭載電源、とりわけ自動車用直流電圧搭載電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
１２Ｖの定格電圧を有する自動車の直流電圧搭載電源が公知である。直流電圧搭載電源における多数の負荷のために、又は、電動ステアリングシステムの例えばサーボモータのような負荷に給電しなければならないので、１２Ｖの定格電圧はエネルギ供給にはしばしば十分ではない。電流源及び負荷を有する４２Ｖ直流電圧搭載電源が公知であり、この４２Ｖ直流電圧搭載電源はマルチ電圧搭載電源として形成されている。ＤＥ１０１１９９８５Ａ１は４２Ｖの第１の電圧レベル及び１４Ｖの第２の電圧レベルを有する自動車用マルチ電圧搭載電源を記述している。第１の電圧レベル及び第２の電圧レベルは２つの並列に接続可能なＤＣ/ＤＣコンバータを介して接続可能である。第１の電圧レベル、マルチ電圧搭載電源の４２Ｖ分岐路には自動車のスタータなどのようなハイパワー負荷が接続されており、他方で第２の電圧レベル、マルチ電圧搭載電源の１４Ｖ分岐路は従来の負荷の給電のために使用される。
【０００３】
ＤＣ/ＤＣコンバータはアップ及びダウンモードで動作可能であり、自動車の搭載電源の外部充電サポートポイントがＤＣ/ＤＣコンバータの４２Ｖ側端子に接続されうるように回路構成される。
【０００４】
このような４２Ｖ直流電圧搭載電源のスイッチには構造上の手段によってアーク放電消去装置が設けられるべきである。このような直流電圧搭載電源のパワーコネクタは負荷の下のコネクタの取り外しの際のそれらのコンタクトの損傷を回避するためにイネーブルされるべきである。
【特許文献１】ＤＥ１０１１９９８５Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、スイッチング過程又はパワーコネクタの取り外しの際のアーク放電が確実かつ急速に消えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、直流電圧搭載電源において電流をサイクリックに中断するための装置が設けられていることによって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
請求項１の構成を有する本発明の直流電圧搭載電源は次のような利点を提供する。すなわち、直流電圧搭載電源において電流をサイクリックに中断するための装置によって、電流の人工的なゼロ通過が発生され、これによってスイッチング過程又はパワーコネクタの取り外しの際のアーク放電が確実かつ急速に消える。例えば、これによって本発明の４２Ｖ直流電圧搭載電源を有する自動車は公知の簡単な構造形態のスタート補助ケーブルによってスタートされうる。全てのスイッチ及びコネクタは２３０Ｖ交流電圧電源から公知の構成方法によってアーク放電の消去のための面倒な構造上の手段なしで示される。
【０００８】
有利には電流のサイクリックな中断のための装置によって電流は一定の周期休止時間比率（Perioden-Pausen-Verhaeltnis）でクロック制御され、負荷への均等なエネルギ伝送のために休止時間が最小化されている。クロック制御される直流電圧搭載電源はマルチ電圧搭載電源として形成され、有利にはＤＣ/ＤＣコンバータが異なる電圧レベルの接続及び発生のために設けられる。
【０００９】
電流のサイクリックな中断のための装置はこの場合ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧のクロック制御のための制御装置としてＤＣ/ＤＣコンバータに設けられる。ＤＣ/ＤＣコンバータは、それ自体は周知のやり方で、アップ又はダウンコンバータとして給電直流電圧をより高い又はより低い出力電圧に変換する。これは蓄積器チョークコイル（Speicherdrossel）、例えばＮＭＯＳトランジスタとして構成されたスイッチ、ダイオード及び平滑コンデンサを有する。この蓄積器チョークコイルは給電電圧のための端子に及びダイオードのアノード端子を有する他の端子に及びスイッチならびに平滑コンデンサを介してアース端子に接続されている。ダイオードのカソード端子はＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧のための出力端子に及び制御装置を介してスイッチの制御入力側に接続されている。
【００１０】
有利には電流のサイクリックな中断のための制御装置として、外部制御信号を介して制御されるスマートパワースイッチが使用される。ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧はこのスマートパワースイッチによって有利にはほぼ１０ｍｓの周期でクロック制御され、電流のゼロ通過が行われる。このクロック制御された直流電圧は例えば直流電圧搭載電源の外部充電サポートポイントのような外部エネルギ給電のための給電手段においても印加される。ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧のクロック制御によって、この外部充電サポートポイントは、例えば負荷の下のスタート補助ケーブルの取り外しの際のような外部充電サポートポイントの操作の際に発生するであろうアーク放電の消去のための構造的な又は回路技術的な手段なしで構成される。
【００１１】
複数の並列に接続されたＤＣ/ＤＣコンバータが直流電圧搭載電源に設けられるならば、４２Ｖ電圧源による充電動作の実施のためにＤＣ/ＤＣコンバータのダウンモードへの切替が必要ではなくなる。むしろマルチ電圧搭載電源の４２Ｖ分岐路への電気エネルギの直接給電が簡単なスタート補助ケーブルによって行われうる。
【００１２】
本発明の有利な実施形態は他の従属請求項記載の構成から得られる。
【実施例１】
【００１３】
本発明を次に実施例において所属の図面に基づいて詳しく説明する。
【００１４】
図１には自動車のマルチ電圧搭載電源５として形成された直流電圧搭載電源１のブロック回路図が示されている。マルチ電圧搭載電源５は、ジェネレータ１４として形成された電流源２、３６Ｖバッテリ１５、スタータ１６ならびに大電流負荷１７として構成された異なる負荷３によって形成されている。第１の電圧レベル６は第２の電圧レベル７、マルチ電圧搭載電源５の１４Ｖ分岐路を有する第１のＤＣ/ＤＣコンバータ８に接続されている。１４Ｖ分岐路においては１２Ｖバッテリ１８及び１４Ｖ負荷１９が並列にアースへと接続されている。第２のＤＣ/ＤＣコンバータ１３は、第１のスイッチング手段２０として形成された４２Ｖ側の給電手段１１を介してＤＣ/ＤＣコンバータ８に並列に接続されている。第１のスイッチング手段２０は、第２のＤＣ/ＤＣコンバータ１３を４２Ｖ分岐路から分離するために使用される。これらのＤＣ/ＤＣコンバータ８、１３はマスター・スレーブモードで動作されうる。
【００１５】
外部充電サポートポイント１２は第２のスイッチング手段２１として形成された給電手段１１を介して第２のＤＣ/ＤＣコンバータ１３の４２Ｖ側端子に接続される。直流電圧搭載電源１のノーマル動作においては、第１のスイッチング手段２０は閉じられ、第２のスイッチング手段２１は開かれている。第１のＤＣ/ＤＣコンバータ８も第２のＤＣ/ＤＣコンバータ１３もダウンモードにおいて１４Ｖ電圧レベルの支持のために４２Ｖ側によって利用される。少なくとも第２のＤＣ/ＤＣコンバータ１３は双方向的にアップ及びダウンモードにおいて動作されうる。
【００１６】
ノーマル動作とは異なる外部充電サポートポイント１２における外部エネルギ給電による充電動作は、２つのやり方で行われる：第１のスイッチング手段２０は「開」位置に及び第２のスイッチング手段２１は「閉」に置かれる。これによって外部充電サポートポイント１２及び第２のＤＣ/ＤＣコンバータ１３を介して電気エネルギがマルチ電圧搭載電源５の１４Ｖ分岐路に及び場合によっては第１のＤＣ/ＤＣコンバータ８を介して４２Ｖ分岐路に給電される。
【００１７】
スイッチング手段２０及び２１が閉じられると、直接的に電気エネルギがマルチ電圧搭載電源５の４２Ｖ分岐路に給電されうる。
【００１８】
直流電圧搭載電源１の４２Ｖ分岐路におけるスイッチング手段及びコネクタをアーク放電の消去のための面倒な構造上の又は回路技術上の手段なしに構成するために、本発明では、４２Ｖ分岐路における電流が電流をサイクリックに中断するための装置４によってクロック制御されるようにする。
【００１９】
図２が示しているように、装置４は電流のサイクリックなゼロ通過を惹起する。この装置４は有利にはスマートパワースイッチ１０として形成され、このスマートパワースイッチ１０は第２のＤＣ/ＤＣコンバータ１３における出力電圧のクロック制御のための制御装置９としても構成されうる。スマートパワースイッチ１０は、ＳＩＰＭＯＳすなわち制御入力側を有し出力側にＦＥＴパワートランジスタを有しこの制御入力側を介して外部制御信号によって制御されるパワー半導体、ＦＥＴパワートランジスタのゲートに接続されたハイサイド動作のための電圧上昇及びスイッチングロジック用の充電ポンプによって形成されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電流のサイクリックな中断のための装置及び外部エネルギ給電を有する直流電圧搭載電源のブロック回路図である。
【００２１】
【図２】図１の直流電圧搭載電源の外部充電サポートポイントにおける電流曲線を示す線図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  直流電圧搭載電源
２  電流源
３  負荷
４  電流をサイクリックに中断するための装置
５  マルチ電圧搭載電源
６  第１の電圧レベル
７  第２の電圧レベル
８  第１のＤＣ/ＤＣコンバータ
９  制御装置
１０  スマートパワースイッチ
１１  給電手段
１２  外部充電サポートポイント
１３  第２のＤＣ/ＤＣコンバータ
１４  ジェネレータ
１５  ３６Ｖバッテリ
１６  スタータ
１７  大電流負荷
１８  １２Ｖバッテリ
１９  １４Ｖ負荷
２０  第１のスイッチング手段
２１  第２のスイッチング手段
【図１】
2005102496.tif 000003
【図２】
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