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CN113243080A - 用于控制电压转换器的系统 - Google Patents

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CN113243080A
CN113243080A CN201980085089.7A CN201980085089A CN113243080A CN 113243080 A CN113243080 A CN 113243080A CN 201980085089 A CN201980085089 A CN 201980085089A CN 113243080 A CN113243080 A CN 113243080A
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Abstract

本发明涉及一种用于控制电压转换器的系统(1)，该电压转换器包括形成高组的多个高侧开关和形成低组的多个低侧开关，该控制系统(1)包括：用于测量所述DC电压源(B)的电压(V)的测量模块(10)；用于将测量电压(V)与第一安全阈值(OV1)进行比较的比较模块(11)；控制模块(12)，用于如果所述比较模块(11)指示所述测量电压(V)高于所述第一安全阈值(OV1)，则控制从高组或低组中选择的第一组开关闭合。

Description

用于控制电压转换器的系统
技术领域
本发明涉及包括用于机动车辆的旋转电机的电气系统，该电机由电压转换器驱动。更具体地，本发明涉及一种用于控制电压转换器的系统和一种包括旋转电机和这种控制系统的电气系统。
背景技术
电压转换器是已知的，其包括控制系统和并联连接的多个开关臂，每个臂包括在中点处彼此连接的高侧开关和低侧开关，每个中点旨在连接到旋转电机的至少一个相。控制系统控制每个开关的断开或闭合，以控制电机的功率供应。低侧开关或高侧开关是电子电源开关，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)类型。开关允许定子的各相被供电，或者在马达模式下由电池向车辆的车载网络供电，或者在交流发电机模式下向车载网络供电并给车辆的电池充电。在电机在定子上包括三相的情况下，电压转换器包括三个低侧开关和三个高侧开关，每个低侧开关连接到三相之一并接地，每个高侧开关连接到三相之一并连接到对应于机动车辆的车载网络的正极端子。
连接到车载网络的机动车辆电气设备出现故障后，车载网络上可能会出现过电压，即车载网络上出现的电压远远高于该网络的标称电压。
例如，这种过电压可发生在电压转换器的开关故障的其中：其中当控制系统控制电压转换器的开关分别处于闭合状态或断开状态时，电压转换器的开关仍保持在断开状态或闭合状态。
这种过电压不仅可能损害或降低旋转电机或电压转换器及其控制系统的可靠性，还可能损害或降低与车载网络相连的任何电气设备的可靠性。
为了限制或停止过电压，已知用于控制电机的系统包括与每个开关相关联的检测装置。这种检测装置使得能够检测和识别与其相关联的开关中的故障，并根据所识别的故障来控制其他开关的闭合和断开，以便限制或停止过电压。
例如，在高侧开关保持闭合状态的情况下，该开关的故障检测器将检测到该开关保持闭合状态的故障，并将关于该故障检测的信息传输到控制系统的控制模块，该控制模块将控制其他两个高侧开关的闭合，从而通过将定子的所有相置于相同电势(即相短路)来使旋转电机安全。
然而，这样的控制系统必须包括与开关一样多的故障检测器，这在将这些故障检测器容纳在控制系统中时产生了相当大的成本和困难。
发明内容
本发明的目的是至少部分克服这些缺点。
为此，本发明涉及一种用于控制电压转换器的系统，该电压转换器旨在将旋转电机连接到DC电压源，特别是连接到车载网络，该电压转换器包括并联连接的多个开关臂，每个开关臂包括在旨在连接到所述旋转电机的中点处彼此连接的高侧开关和低侧开关，高侧开关形成高组，低侧开关形成低组，该控制系统包括：
1.用于测量DC电压源的电压的模块，
2.用于将测量的电压与第一安全阈值进行比较的模块，
3.控制模块，用于如果比较模块指示测量的电压高于第一安全阈值，则产生命令以闭合从高组或低组中选择的第一组开关。
高侧或低侧开关是指电子电源开关，例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)型或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)型。
因此，当检测到过电压时，控制系统通过系统地闭合同一侧的所有开关来保护电压转换器和旋转电机。
这种系统由于其系统性，不需要在每个开关处安装故障检测和识别器件。因此，与现有的控制系统相比，它体积更小，实现成本更低。
在控制系统控制低组的所有开关以便在测量的电压高于第一安全阈值时闭合的情况下，当高侧开关中的一个产生开路故障时(不管它接收到什么命令，开关都保持断开)或者当低侧开关中的一个产生短路故障时(不管它接收到什么命令，开关都保持闭合)，电压转换器因此受到保护。
在当测量的电压高于第一安全阈值时控制系统控制所有高组开关以闭合的情况下，当高侧开关中的一个产生短路故障或当低侧开关中的一个产生开路故障时，电压转换器因此受到保护。
在这两种情况下，电压转换器还可防止由电压转换器和/或旋转电机之外的设备引起的车载网络过压。
根据本发明的这种还可包括被单独考虑或根据所有技术上可能的组合考虑的以下特征中一个或多个：
根据本发明的一个特定实施例，当测量的电压高于或等于第一安全阈值时，控制模块还被设计成产生命令以断开除了第一组开关之外的开关。
这是为了防止第一组中的一个开关出现故障时出现短路并损坏电压转换器的开关。
根据一个实施例，测量的电压是DC电压源的电压。例如，测量模块测量打算连接到DC电压源的电压转换器的两个端子之间的电压。
根据一个实施例，第一安全阈值在为转换器供电的DC电压源的标称电压的1.10倍和1.25倍之间，例如是DC电压源的标称电压的1.2倍。例如，标称电源电压等于四十八伏，第一安全阈值为五十三伏至六十伏。
根据一个实施例，比较模块将测得的电源电压与高于第一安全阈值的第二安全阈值进行比较，并且控制模块还被设计成当测得的电压高于或等于第二安全阈值时，生成闭合从高侧开关组或低侧开关组中选择的第二组开关的命令，所述第二组开关不同于所述第一组开关。
当电压转换器的一个开关产生短路或开路时，这种控制系统可以使电压转换器安全。
在该实施例的一个变型中，控制系统被配置成不控制第二组开关，以便在第一组开关已经闭合之前闭合。
在本发明的一个特定实施例中，第二安全阈值是电压转换器的DC电压源的标称电压的1.2倍和1.4倍之间，例如是DC电压源的标称电压的1.33倍。
因此，它保持在不会导致电压转换器部件损坏的电压值范围内。
在该实施例的一个示例性实施方式中，DC电压源的标称电压等于48伏，第二安全阈值在58伏至67伏范围内，例如64伏。
在本发明的另一个实施例中，第二安全阈值等于第一安全阈值和4伏到12伏之间的至少一个电压之和。
在本发明的另一个实施例中，控制模块还被设计成当测量的电压高于或等于第二安全阈值时产生断开第一组开关的命令。
这是为了防止短路和损坏电压转换器的开关。
在本发明的另一个实施例中，当测量的电压高于或等于第二安全阈值时，第一组开关保持闭合。这使得有可能引起短路，并使用车辆的短路保护装置，例如快速动作的保险丝，或每个臂上的一个开关，损坏它们，直到它们全部断开。
根据一个实施例，第一组开关是低侧开关组。
根据一个实施例，第一组开关是高侧开关组。
本发明还涉及一种用于控制高侧和低侧开关的控制单元，所述控制单元包括上述控制系统，该控制系统可以包括上述一个或多个实施例的特征。
本发明还涉及一种电气系统，包括：
a.第一和第二电源端子，用于连接到DC电压源，特别是连接到机动车辆的电池，
b.旋转电机，包括具有至少三相的定子，
c.用于从所述DC电压源向旋转电机供电的电压转换器，该电压转换器包括:
i.并联连接的多个开关臂，每个臂包括在中点处彼此连接的高侧开关和低侧开关，每个中点连接到所述旋转电机的至少一个相，以及
ii.用于控制高侧和低侧开关的控制单元，所述控制单元包括根据本发明的控制系统。
电气系统受益于与控制系统相同的优点，如上所述。
在电气系统的一个特定实施例中，控制单元还包括至少一个故障检测模块，例如相电流方向故障模块，并且其中，当故障模块检测到故障时，控制单元控制第一组开关闭合。
在电气系统的一个特定实施例中，控制单元还包括：
设计成控制高侧和低侧开关的控制器。
机器控制模块，用于从车辆的电子控制单元接收将旋转电机切换至马达模式或将旋转电机切换至交流发电机模式的指令，并布置成用于将该指令转换为用于控制电压转换器高侧和低侧开关的命令，
逻辑模块，用于将由控制系统发送的命令优先于由机器控制模块发送的命令，逻辑模块向控制器发送由机器控制模块或控制系统接收的用于开关的命令。
逻辑模块的使用确保控制器仅接收一个命令，从而防止电气系统故障。
本发明还涉及一种用于控制根据本发明的用于控制电压转换器的系统的方法，该电压转换器连接到旋转电机和DC电压源，特别是连接到机动车辆的车载网络，所述方法包括：
1.通过测量模块测量DC电压源的电压的步骤，
2.通过比较模块将测量的电压与第一安全阈值进行比较的步骤，以及
3.如果测量的电压高于第一安全阈值，则通过控制模块产生命令以闭合从高组或低组中选择的第一组开关的步骤。
本发明还涉及一种使电气系统安全的方法，该电气系统包括：电机，该电机包括具有至少三相的定子；电压转换器，用于向旋转电机提供来自DC电压源的电力，该电压转换器包括：
1.并联连接的多个开关臂，每个臂包括连接到DC电压源的正极端子的高侧开关和连接到车辆接地或DC电压源的负极端子的低侧开关，每个臂的低侧开关和高侧开关在中点处彼此连接，每个中点连接到所述旋转电机的至少一个相，以及
2.控制单元，包括根据本发明的控制系统，具有或不具有各种实施例的特征，
使电气系统安全的方法包括以下步骤：
1.测量DC电压源的电压，
2.将测量的电压与第一安全阈值进行比较，
3.当测量的电源电压高于第一安全阈值时，闭合从高侧开关组或低侧开关组中选择的第一组开关。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从下面的描述中变得清楚明了，下面的描述是通过非限制性例子并参考附图提供的，在附图中：
图1示出了包括控制单元的电气系统的框图，该控制单元包括根据第一实施例的一个示例的控制系统。
图2示出了包括根据第一实施例的一个示例的控制系统的控制单元的框图。
图3和图4示出了在DC电压源的端子之间测量的电压的直方图。
为了更加清楚，在所有附图中，相同或相似的元件使用相同的附图标记来标识。
具体实施方式
图1示出了电气系统SE的框图，该电气系统SE包括连接到DC电源B的第一电源端子B+和第二电源端子B-，在这种情况下，在该示例中，该DC电源B是48V DC电源，例如机动车辆的电池，允许通过车载网络向车辆的其他电气设备(未示出)供电。DC电压源可以包括机动车辆的电池和与车辆电池并联的电容器组。在本例中，第二个端子B-是电气系统SE的接地。
电气系统SE包括旋转电机M，旋转电机M包括具有至少三相U、V、W的定子和缠绕在定子上的三个线圈U、V、W。在这个例子中，线圈U、V、W以星形构造连接，并且每个线圈在其输出端分别包括对应的相U、V、W。
电气系统SE还包括电压转换器O，用于从所述DC电压源B向旋转电机M供电。
电压转换器0包括并联连接在端子B+和B-之间的多个开关臂。电压转换器O包括与旋转电机M的相数一样多的臂。在这种情况下，在这里描述的例子中，电压转换器0包括三个臂。因此，电压转换器O包括第一臂X、第二臂Y和第三臂z
每个臂X、Y、Z包括高侧开关HS_X、HS_Y、HS_Z和低侧开关LS_X、LS_Y、LS_Z。臂X、Y、Z的每个高侧和低侧开关在中点PX、PY、PZ处彼此连接。高侧开关形成开关组，称为高组HS。同样，低侧开关形成开关组，称为低组BS。
在这里描述的例子中，每个高侧或低侧开关是金属氧化物半导体场效应晶体管，每个晶体管包括回扫二极管。
在这种情况下，在该示例中，因此在第一臂X上，第一高侧开关HS_X通过第一中点PX连接到第一低侧开关LS_X，在第二臂Y上，第二高侧开关HS_Y通过第二中点PY连接到第二低侧开关LS_Y，第三高侧开关HS_Z相应地通过第三中点PZ连接到第三低侧开关LS_Z。
每个中点PX、PY、PZ连接到所述旋转电机M的至少一个相U、V、W，因此在这种情况下，在该示例中，第一中点PX连接到相U，第二中点PY连接到相V，第三中点Z连接到相W。
电压转换器O还包括用于控制高侧开关HS_X、HS_Y、HS_Z和低侧开关LS_X、LS_Y、LS_Z的控制单元U。因此，对于每个开关，所述控制单元U包括连接到用于对应开关的控制部的输出。为了避免图1中的过载，仅示出了控制单元U的输出和用于第三低侧开关LS_Z的控制部之间的连接，以及控制单元U的另一输出和用于第二高侧开关HS_Y的控制部之间的连接。
控制单元U通过脉宽调制(PWM)控制每个臂X、Y、Z的开关。
图2示出了控制单元的框图
控制单元U包括控制系统1，控制系统1包括用于测量DC电压源B的电压的模块10。在这里描述的示例中，测量模块10测量端子B+和B-之间的电压V。换句话说，在这里描述的例子中，电压模块10测量具有48伏标称电压的DC电压源B的电压。
控制系统1还包括比较模块11，其被设置为从测量模块10接收测量的电压V。比较模块11将测量的电压V与第一安全阈值OV1进行比较。第一安全阈值OV1例如存储在比较模块11的非易失性存储器中。
在这里描述的示例中，第一安全阈值OV1在标称电压的1.10倍和1.25倍之间，例如对应于例如车辆车载网络的DC电压源的DC电压源的标称电压的1.2倍。在这种情况下，在这个例子中，安全阈值OV1是56伏，或者大约是48伏DC电压源的标称电压的1.17倍。
比较模块11还被设计成将测量电压V与高于第一安全阈值OV1的第二安全阈值OV2进行比较。第二安全阈值OV2例如存储在比较模块11的非易失性存储器中。
控制系统1还包括控制模块12。在这里描述的例子中，控制模块12基于逻辑门。作为变型，控制模块12可以是微控制器。
比较模块11被设置为当测量的电压V高于第一安全阈值OV1时，向控制模块12传输信息ov1。例如，当测量的电压V高于第一安全阈值OV1时，该信息ov1以高逻辑电平的形式传输，否则以低逻辑电平的形式传输。
比较模块11还被设置为当测量的电压V高于第二安全阈值OV2时，向控制模块12发送信息ov2。例如，当测量的电压V高于第二安全阈值OV2时，该信息ov2以高逻辑电平的形式传输，否则以低逻辑电平的形式传输。在这里描述的例子中，第二安全阈值等于64伏，即比48伏标称电压高33％。
在接收到信息ov1时，控制模块12发送命令以闭合第一组开关LS、HS，该第一组开关LS、HS选自高侧开关的组HS(即高组)或低侧开关的组LS(即低组)。
在这里描述的例子中，第一组开关是低组LS，并且命令是闭合低组LS的所有开关的命令ASC_LS。
可选地，在接收到信息ov1时，控制模块12还可以发送命令以断开第二组开关LS、HS，该第二组开关选自高侧开关的组HS(即高组)，或者低侧开关的组LS(即低组)，第二组开关不同于第一组。在这种情况下，臂X、Y和Z中的每一个的切换经受死区时间，在该死区时间期间，臂的高和低开关都断开。特别地，目标在控制另一个开关的闭合之前，控制其断开的开关实际上时断开的，以确保没有根据本领域技术人员已知的表达“交叉导通”，“交叉导通”意味着高和低开关同时闭合。
在这里描述的例子中，第二组开关是高组HS，并且控制模块12还可以发送命令来断开高组HS的所有开关。
在接收到信息ov2时，控制模块12发送闭合第二组开关的命令。在这种情况下，在这里描述的例子中，第二组开关因此是高组HS的开关，并且该命令是闭合高组HS的所有开关的命令ASC_HS。
可选地，在接收到信息ov2时，控制模块12还可以发送打开第一组开关的命令。在这种情况下，在这里描述的例子中，第一组的开关因此是低组LS的开关，并且该命令是断开低组LS的所有开关的命令。在这种可选的情况下，臂X、Y和Z中的每一个的切换经受死区时间。
因此，在这里描述的示例中，在发生过电压的情况下，控制模块12首先发送关闭所有低侧开关(低组LS)的命令，并且潜在地发送断开所有高侧开关(高组HS)的命令。
在图1中，低组LS的开关闭合，高组HS的开关断开。因此，从图1中可以看出，所有相U、V、W都处于相同的电势，在这种情况下处于车辆B-的接地电势。因此，如果故障源于保持断开的故障高侧开关“保持断开状态故障”，或者如果故障源于保持闭合的故障低侧开关“保持闭合状态故障”，或者如果故障源于车载网络上的另一项设备，例如当旋转电机处于发电机模式时第一DC电源B的不合时宜的断开，则电气系统SE受到保护。
如果测量的电压稳定而不超过第二阈值OV2，则转换器处于令人满意的状态，即，处于过电压已经被控制并且转换器被保护免受过电压后果的状态。换句话说，控制系统1已经针对引起过电压的故障类型应用了短路电压转换器0的开关臂的正确策略。
应该注意的是，第二阈值必须配置为离第一阈值足够远，以便在短路第一组开关是针对引起过电压的故障类型实施的正确策略时，允许用于将过电压稳定在第二阈值以下的时间。
否则，如果控制系统1没有应用短路电压转换器0的开关臂的正确策略，则测量电压V继续增加，直到它超过第二阈值OV2。当超过第二阈值OV2时，控制模块12然后发送第二命令以闭合所有高侧开关(高组HS)，并且潜在地发送第二命令以断开所有低侧开关(低组LS)。
在这个阶段，控制系统1必须应用短路电压转换器0的开关臂的正确策略。因此，过电压已经被控制，并且转换器被保护免受该过电压的后果。
可选地，控制模块12还可以包括一个或多个输入AE，其被设置为接收错误信息，例如与车载网络上过低的电压(欠压或UV)相关的错误信息。在通过一个或多个输入AE接收到错误信息时，控制模块12还发送闭合第一组开关的命令，并且潜在地发送断开第二组开关的命令。
在这里描述的实施例中，控制单元U还包括机器控制模块2、逻辑模块3和也被称为“驱动器”的控制器4。
机器控制模块2包括用于从车辆的电子控制单元接收指令的输入(未示出)，该指令或者根据所提供的扭矩值将旋转电机切换到马达模式，或者根据电阻扭矩将旋转电机切换到交流发电机模式，以便对车辆的DC电压源充电。机器控制模块2将该指令转换成用于高侧HS开关和低侧LS开关的命令，所述命令通过逻辑模块3和控制器4传输。换句话说，借助于机器控制模块2、逻辑模块3和控制器4，高侧开关HS和低侧开关LS每个都例如通过脉宽调制PWM_HS、PWM_LS接收命令，以进行断开或闭合。
逻辑模块3被设计为将控制系统1发送的命令优先于机器控制模块2发送的命令。换句话说，控制系统1优先于机器控制模块2。
因此，逻辑模块3从机器控制模块2或从控制系统1接收命令，以便将其传递给控制器4。
因此，逻辑模块3优先发送从控制模块12接收的命令，而不是从机器控制模块2接收的命令。换句话说，当逻辑模块3从控制模块12接收到命令时，它将该命令传送给控制器4，同时不将从机器控制模块2接收到的命令传送给控制器4。
当机器控制模块2是微处理器并且当控制模块12和逻辑模块3基于逻辑门时，机器控制模块2的反应时间(通常为十微秒量级)长于控制模块12的反应时间(通常为微秒量级)。因此，由逻辑模块3执行的优先化确保电压转换器O和旋转电机M更快地变得安全。
逻辑模块3还可以例如以逻辑电平的形式向机器控制模块2发送信息ASC_LS_ON、ASC_HS_ON，以便通知该机器控制模块2控制模块12已经控制了第一组或第二组开关的闭合。
在本发明的该实施例中，机器控制模块2可以进一步连接到测量模块11。因此，在这种情况下，测量模块11可以将信息ov1或ov2传输到机器控制模块2，机器控制模块2因此可以：
1.检查控制模块12对第一组或第二组开关的闭合不是错误，和/或
2.向逻辑模块3发送闭合第一组开关的命令，然后，如果需要，发送闭合第二组开关的命令。
因此，闭合第一组开关和必要时闭合第二组开关的命令的双重传输使得可以在控制中具有冗余，并确保电压转换器1的更高水平的安全性，特别是在控制模块12有故障的情况下。
机器控制模块2可以进一步可选地包括用于测量电压源的电压的输入EV，在该示例中，电压源的电压是由测量模块10测量的电压V。因此，机器控制模块2能够检查测量模块10的操作。此外，这允许机器控制模块2能够在测量的电压V降低时恢复到正常模式，例如当发动机控制模块2另外从车辆的电子控制单元接收到过电压来自除电压转换器0之外的设备的信息时。
机器控制模块2还可以可选地包括连接到比较模块11的输出VS，以便迫使比较模块11向控制模块12指示测量的电压高于第一阈值或高于第二安全阈值，以便检查控制系统1是否操作。
机器控制模块2可以可选地进一步包括用于检测或预测过电压的其他安全或故障检测模块。例如，机器控制模块2可以包括相电流方向故障模块9。故障模块9连接到测量相电流方向的传感器90。如果相电流方向错误，可能会导致过压。因此，当机器控制模块2从该安全模块9接收信息时，机器控制模块2直接控制第一组开关闭合，并且可选地，控制第二组开关断开。
现在参照图3描述在第一DC电源B不适时断开的情况下，在端子B+和B-之间测量的电压V的变化。
在柱状图中，在“正常(Normal)”时间段A内，电压转换器O根据来自车辆电子控制单元的指令正常控制高侧和低侧开关。在该时间段内，测量电压V低于第一安全阈值OV1，具体地，在第一持续时间内，它等于DC电压源的标称电压，在这种情况下为48伏。在这段时间内，在时间T1时，当旋转电机处于发电机模式时，第一DC电源B从车载网络断开。这种断开会产生负载突降效应，从而导致车载网络过压。
在断开之后，在时间T2时，测量的电压超过第一安全阈值OV1，在这种情况下为56伏。
控制系统1的比较模块11然后向控制模块12发送信息ov1，根据该信息ov1，测量电压V高于第一安全阈值OV1。在接收到该命令时，控制模块12控制第一组开关闭合，并且控制第二组的开关断开。在这种情况下，在该示例中，控制模块12向逻辑模块3发送命令ASC_LS以闭合低侧开关，从而使相接地，并发送命令以断开高侧开关。不管机器控制模块2也发送了什么命令，逻辑模块3都将这些命令重新发送到控制器4，以便控制低组LS的开关闭合和高组HS的开关断开。
从图3的直方图中可以看出，测量电压V持续上升直到时间T3，然后稳定在第一安全阈值OV1和第二安全阈值OV2之间的电压值。
这种稳定性表明，控制系统1已经针对引起过电压的故障类型应用了短路电压转换器0的开关臂的正确策略。
现在参照图4描述在电压转换器0的低侧开关保持断开的情况下，在端子B+和B-之间测量的电压变化。
在柱状图中，在“正常”时间段A内，电压转换器O根据来自车辆电子控制单元的指令正常控制高侧和低侧开关。在该时间段内，测量电压V低于第一安全阈值OV1，具体地，在第一持续时间内，它等于DC电压源的标称电压，在这种情况下为48伏。在该时间段A内，在时间T1时，电压转换器O的一个低侧开关卡在断开状态。
在该低侧开关上出现该故障之后，在时间T2，测量的电压V超过第一安全阈值OV1，在这种情况下为56伏。
控制系统1的比较模块11然后向控制模块12发送信息ov1，根据该信息ov1，测量电压V高于第一安全阈值OV1。在接收到该命令时，控制模块12控制第一组开关闭合，并且控制第二组的开关断开。在这种情况下，在该示例中，控制模块12向逻辑模块3发送命令ASC_LS以闭合低侧开关，从而使相接地，并发送命令以断开高侧开关。不管机器控制模块2也发送了什么命令，逻辑模块3都将这些命令重新发送到控制器4，以便控制低组LS的开关闭合和高组HS的开关断开。
从图4的直方图中可以看出，测量的电压V不稳定，并继续增加，直到它达到并超过高于第二安全阈值OV2的电压值。
测量电压V的这种连续上升表明，控制系统1没有针对引起过电压的故障类型应用短路电压转换器0的开关臂的正确策略。
这是因为有故障的低侧晶体管保持断开，并且旋转电机的至少一相没有对地短路。
由于测量电压V超过第二安全阈值ov2，在这种情况下为64伏，控制系统1的比较模块11然后向控制模块12发送信息ov2，根据该信息，测量电压V高于第二安全阈值OV2。在接收到该命令时，控制模块12控制第二组开关闭合，并且控制第一组开关断开。在这种情况下，在该示例中，控制模块12向逻辑模块3发送命令ASC_HS以闭合高侧开关，并发送命令以断开低侧开关。不管机器控制模块2也发送了什么命令，逻辑模块3都将这些命令重新发送到控制器4，以便控制低组LS的开关断开和高组HS的开关闭合。
在图4的直方图中可以看出，测量电压V持续上升，直到时间T3，并稳定在高于第二安全阈值OV2的电压值。
这种稳定性表明，控制系统1已经针对引起过电压的故障类型应用了短路电压转换器0的开关臂的正确策略。
上述实施例可以不包括上述可选的一个或多个功能。
当然，本发明不限于参照附图描述的实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可以设想替代实施例。
因此，在上述实施例中，第一组的开关是低侧开关，第二组的开关是高侧开关，但是作为变型，第一组的开关可以是高侧开关，第二组的开关是低侧开关。
同样，上述旋转电机是三相电机。作为变型，旋转电机可以更一般地具有n相，例如对于六相电机n＝6。在这种情况下，电压转换器O还包括n个开关臂。
同样，在上述实施例中，线圈u、v、w以星形构造连接。作为变型，线圈u、v、w可以三角形构造连接。
同样，在上述实施例中，逻辑模块3、控制模块12和机器控制模块2实施为不同的实体。作为变型，逻辑模块3、控制模块12和机器控制模块2可以实施为单个实体，例如包括可编程逻辑电路的微控制器，例如FPGA(“现场可编程门阵列”)类型。
此外，在上述实施例中，高侧和低侧晶体管是MOSFET。作为变体，这些晶体管可以是IGBT。

Claims (10)

1.一种用于控制电压转换器(O)的系统，所述电压转换器(O)用于将旋转电机(M)连接到DC电压源(B)，特别是连接到车载网络，所述电压转换器(O)包括并联连接的多个开关臂(X，Y，Z)，每个开关臂(X，Y，Z)包括高侧开关(HS_X，S_Y，HS_Z)和低侧开关(LS_X，LS_Y，LS_Z)，所述高侧开关和所述低侧开关在用于连接到所述旋转电机的中点(PX，PY，PZ)处彼此连接，所述高侧开关形成高组(HS)，所述低侧开关形成低组(LS)，所述控制系统(1)包括：
a.用于测量所述DC电压源(B)的电压(V)的测量模块(10)，
b.用于将测量电压(V)与第一安全阈值(OV1)进行比较的比较模块(11)，
c.控制模块(12)，用于如果所述比较模块(11)指示所述测量电压(V)高于所述第一安全阈值(OV1)，则产生命令以闭合从高组(HS)或低组(LS)中选择的第一组开关(LS)。
2.根据权利要求1所述的控制系统(1)，其中，所述测量电压(V)是所述电压转换器(O)的用于连接到所述DC电压源(B)的两个端子(B+，B-)之间的电压。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统(1)，其中，当所述测量电压(V)高于或等于所述第一安全阈值(OV1)时，所述控制模块(12)还被设计成产生命令以断开除了第一组开关之外的开关。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制系统(1)，其中，所述比较模块(11)将所述测量电压(V)与高于所述第一安全阈值(OV1)的第二安全阈值(OV2)进行比较，并且所述控制模块(12)还被设计成当所述测量电压(V)高于或等于所述第二安全阈值(OV2)时，生成闭合从高组(HS)或低组(LS)中选择的第二组开关的命令，所述第二组开关不同于所述第一组开关。
5.根据权利要求5所述的控制系统(1)，其中，所述控制模块(12)还被设计成当所述测量电压(V)高于或等于所述第二安全阈值(OV2)时生成断开所述第一组开关的命令。
6.根据前述权利要求中任一项所述的密封装置(1)，其中，所述第一组开关(LS)是低组(LS)。
7.一种电气系统(SE)，包括：
a.第一电源端子(B+)和第二电源端子(B-)，用于连接到DC电压源(B)，特别是连接到机动车辆的电池，
b.旋转电机(M)，包括具有至少三个相(U，V，W)的定子，
c.电压转换器(O)，用于从所述DC电压源(B)向所述旋转电机(M)供电，所述电压转换器(O)包括:
i.并联连接的多个开关臂(X，Y，Z)，每个臂(X，Y，Z)包括在中点(PX，PY，PZ)处彼此连接的高侧开关(HS_X，S_Y，HS_Z)和低侧开关(LS_X，LS_Y，LS_Z)，每个中点(PX，PY，PZ)连接到所述旋转电机(M)的至少一个相(U，V，W)，和
ii.用于控制高侧开车和低侧开关的控制单元(U)，所述控制单元(U)包括根据前述权利要求中任一项所述的控制系统(1)。
8.一种电气系统(SE)，其中，所述控制单元(U)还包括至少一个故障检测模块(9)，例如相电流方向故障模块，并且其中，当故障模块(9)检测到故障时，所述控制单元(U)控制第一组开关闭合。
9.根据权利要求7或8所述的电气系统(SE)，其中，所述控制单元(U)还包括：
a.设计成控制高侧开关和低侧开关的控制器(4)，
b.机器控制模块(2)，用于从车辆的电子控制单元接收指令，以将所述旋转电机(M)切换至马达模式或将所述旋转电机(M)切换至交流发电机模式，并布置成用于将该指令转换为用于控制所述电压转换器(O)的高侧(HS)和低侧(LS)开关的命令，
c.逻辑模块(3)，用于将由所述控制系统(1)发送的命令优先于由所述机器控制模块(2)发送的命令，所述逻辑模块(3)向所述控制器(4)发送由所述机器控制模块(2)或所述控制系统(1)接收的用于开关的命令。
10.一种用于控制根据权利要求1至6中任一项所述的用于控制电压转换器的系统的方法，所述电压转换器(O)连接到旋转电机(M)和DC电压源(B)，特别是连接到车载网络，所述方法包括：
a.通过所述测量模块(10)测量所述DC电压源(B)的电压(V)的步骤，
b.通过所述比较模块(11)将测量电压(V)与第一安全阈值(OV1)进行比较的步骤，以及
b.如果所述测量电压(11)高于所述第一安全阈值(OV1)，则通过控制模块(12)产生命令以闭合从高组(HS)或低组(LS)中选择的第一组开关(LS)的步骤。
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