專利名稱：車用雙電壓電網(wǎng)中的過電壓保護方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車用雙電壓電網(wǎng)中的一種過電壓保護方法和裝置。
這種車用雙電壓電網(wǎng)例如在汽車技術(shù)中是眾所周知的。由于用電器數(shù)目的不斷增加，一個唯一的供電電源往往不再夠用。此外，所用的用電器或者需要較高的工作電壓和/或需要較高的電功率，所以發(fā)展了車用雙電壓電網(wǎng)，這種電網(wǎng)例如具有14伏和42伏的不同電壓水平。此外，眾所周知，為了這種車用電網(wǎng)例如可通過一個共同的發(fā)電機進行供電，這種車用電網(wǎng)必須通過一個DC/DC變換器連接。這類車用雙電壓電網(wǎng)的原則問題是，具有較低電壓水平的車用電網(wǎng)中的用電器由于這兩個車用電網(wǎng)之間的短路而必須對靜態(tài)過電壓進行保護。這可例如通過具有較低電壓水平的車用電網(wǎng)中的用電器配置適當?shù)陌戳硪粋€車用電網(wǎng)中的電壓設(shè)計的過電壓保護元件來實現(xiàn)。這種方法的缺點是，由此必須對低電壓水平的車用電網(wǎng)中的迄今為止所用的全部用電器進行修改。
本發(fā)明的技術(shù)問題是提出一種比較簡單的裝置和方法來保護具有較低電壓水平的車用電網(wǎng)中的用電器，使之不受另一車用電網(wǎng)引起的過電壓的損害。
這個技術(shù)問題的解決辦法可從權(quán)利要求1和8的特征的主題中得知。本發(fā)明的其它有利結(jié)構(gòu)形式則可從各項從屬權(quán)利要求中得知。
為此，在具有較高電壓水平的車用電網(wǎng)的至少一個支路中設(shè)置了一個開關(guān)元件，并在具有較低電壓水平的車用電網(wǎng)中設(shè)置了一個電壓測量單元，該電壓測量單元在測出過電壓時，可通過一個或幾個開關(guān)元件斷開具有較高電壓水平的車用電網(wǎng)中的電壓支路，從而消除過電壓的原因。
開關(guān)元件或者可布置在不重要的全部支路中，或者只布置在由于布線原因而可能與另一車用電網(wǎng)產(chǎn)生嚴重短路危險的各支路中。
電壓測量單元或者可通過控制電路或者通過控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)總線(CAN-Bus)或別的總線系統(tǒng)與開關(guān)元件連接。
在另一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式中，兩個車用電網(wǎng)通過一個DC/DC變換器相互電連接，電壓測量單元最好與該DC/DC變換器組裝成一整體。
開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)最好為半導體開關(guān)元件，尤其是金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管(MOS-FET’s)。
根據(jù)這種方法測量具有較低電壓水平的車用電網(wǎng)的電壓，并在測出過電壓時，依次通過開關(guān)元件斷開具有較高電壓的車用電網(wǎng)的支路，直至不再產(chǎn)生過電壓為止。
特別是在必須獨立保護各支路，例如汽車照明系統(tǒng)的左側(cè)和右側(cè)的情況下，依次斷開這些支路，但在另一個支路被斷開之前，其中的一個支路要先再次接通，這樣就總是有一個支路保持運行準備狀態(tài)。亦即在第一支路斷開后，如果繼續(xù)產(chǎn)生過電壓，則該支路不是過電壓產(chǎn)生的原因，所以可重新接通該支路。
下面結(jié)合一個優(yōu)選實施例來詳細說明本發(fā)明。唯一的一個附圖
簡要表示了一個車用雙電壓電網(wǎng)的示意電路圖。
車用雙電壓電網(wǎng)1包括第一電源U1和第二電源U2，其中U2＞U1。在這兩個電源U1和U2之間布置了一個DC/DC變換器2，通過該變換器可連接不同電壓水平的車用電網(wǎng)。在具有電源U1的第一車用電網(wǎng)中布置了第一種用電器R4，而在具有電源U2的第二車用電網(wǎng)中則在各支路上布置了第二種用電器R1～R3。在用電器R1和R2的支路中，分別布置了一個開關(guān)元件S1或S2。在第一車用電網(wǎng)中布置了一個測量第一車用電網(wǎng)的電壓的電壓測量單元3。該電壓測量單元3與開關(guān)元件S1和S2的控制輸入端連接。在支路中沒有布置開關(guān)元件的用電器R3例如重要的用電器，如一個電轉(zhuǎn)向器或一個電制動器，這種用電器是不容許斷電的。此外，在遠離第一車用電網(wǎng)布置的支路中不用設(shè)置開關(guān)元件。
電壓測量單元3連續(xù)測量第一車用電網(wǎng)中的電壓。如果例如在用電器R1的支路和用電器R4的支路之間發(fā)生短路時，則電壓測量單元3測得第一車用電網(wǎng)中的過電壓。然后該電壓測量單元3控制第一開關(guān)元件S1，于是該開關(guān)元件打開或斷開，切斷R1的支路。在所示例子中，就這樣消除了過電壓的原因。
但如果電壓測量單元3的測量表明還在繼續(xù)產(chǎn)生過電壓，則下一個開關(guān)元件S2斷開，直至不再產(chǎn)生過電壓為止。為此，在開關(guān)元件S2斷開之前，首先可重新接通先前斷開的開關(guān)元件S1。這種方法在必須分開進行保護的用電器時是特別有利的，因為用電器中總有一個保持通電。
權(quán)利要求
1.具有不同電壓水平的車用雙電壓電網(wǎng)的過電壓保護裝置，其特征在于，在較高電壓水平的車用電網(wǎng)的至少一個支路中布置了一個開關(guān)元件(S1，S2)，并在較低電壓水平的車用電網(wǎng)中布置了一個電壓測量單元(3)，其中該開關(guān)元件(S1，S2)可通過電壓測量單元(3)進行控制。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在較高電壓水平的車用電網(wǎng)的不重要的全部支路中布置了一個開關(guān)元件。
3.按權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，電壓測量單元(3)通過一個總線系統(tǒng)與該開關(guān)元件(S1，S2)連接。
4.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，這兩個車用電網(wǎng)通過一個DC/DC變換器(2)相連。
5.按權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，該電壓測量單元與DC/DC變換器(2)組裝成一整體。
6.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，開關(guān)元件(S1，S2)的結(jié)構(gòu)為半導體開關(guān)元件。
7.按權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，該半導體開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)為金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管。
8.一種具有不同電壓水平的車用雙電壓電網(wǎng)(1)中的過電壓保護方法，包括下列步驟a)測量具有較低電壓水平的車用電壓電網(wǎng)中的電壓；b)如果在較低電壓水平的車用電網(wǎng)中測得一個過電壓，則依次斷開較高電壓水平的車用電網(wǎng)中的各電壓支路，直至不再測得過電壓為止。
9.按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，如果一個被斷開了的電壓支路在其斷開以后仍然測出一個過電壓，則將該電壓支路重新接通。
10.按權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在斷開下一個電壓支路之前，重新接通該被斷開的電壓支路。
11.按權(quán)利要求8至10中任一項所述的方法，其特征在于，特定的各電壓支路被同時斷開并依次重新被接通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于具有不同電壓水平的車用雙電壓電網(wǎng)(1)中的過電壓保護方法和裝置，其中在較高電壓水平的車用電網(wǎng)的至少一個支路中設(shè)置了一個開關(guān)元件(S1，S2)，并在較低電壓水平的車用電網(wǎng)中設(shè)置了一個電壓測量單元(3)，該開關(guān)元件(S1，S2)可通過電壓測量單元(3)進行控制。
文檔編號B60R16/02GK1413373SQ00817508
公開日2003年4月23日 申請日期2000年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月20日
發(fā)明者F·埃爾茨塞恩格, T·查瓦德, P·康拉德, K·雷維爾曼 申請人:大眾汽車有限公司