[go: up one dir, main page]

WO2013087604A1 - Schaltungsanordnung zur detektion eines kurzschlusses bei einer leistungsschalteranordnung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur detektion eines kurzschlusses bei einer leistungsschalteranordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2013087604A1
WO2013087604A1 PCT/EP2012/075039 EP2012075039W WO2013087604A1 WO 2013087604 A1 WO2013087604 A1 WO 2013087604A1 EP 2012075039 W EP2012075039 W EP 2012075039W WO 2013087604 A1 WO2013087604 A1 WO 2013087604A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power switch
measuring device
current
terminal
current measuring
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/075039
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andrea BARNETOVA
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to KR1020147019677A priority Critical patent/KR20140103166A/ko
Priority to US14/365,687 priority patent/US20140333320A1/en
Publication of WO2013087604A1 publication Critical patent/WO2013087604A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66—Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies

Definitions

  • loads of loads have to be switched on and off again.
  • loads include ohmic loads such as driving lights, turn signals, reversing and brake lights, capacitive loads such as piezo actuators for injection valves, inductive loads such as solenoid coils for injectors or other valves in fluid lines and the control of various electromotive actuators for operating windshield wipers, window regulators, the throttle or similar.
  • To drive electric motor drives are often full bridges - also known as H-bridges - used to operate the motor in both directions.
  • the two terminals of the electric motor drive on the one hand via a high-side switch with the high potential of the supply voltage and on the other hand via low-side switch with the low potential of the supply voltage - usually the ground terminal - connected.
  • Power transistors are usually used as freewheeling diodes.
  • the electronic switching elements in the form of power transistors are mostly realized in integrated circuits - often embodied as Asics - in greater numbers and can be connected by suitable interconnection to the above-mentioned full or half-bridges.
  • suitable control circuits are provided in the integrated circuit, which can usually control the switching on and off of the connected loads controlled externally via a microcontroller.
  • the object is achieved by a circuit arrangement for detecting a short circuit between a first and a second terminal of a power switch arrangement for energizing a connectable to the first and second terminal load, with a disposed between a high potential of a supply voltage and the first terminal first Circuit breaker and a second circuit breaker arranged between the second terminal and the low potential of the supply voltage.
  • a first and second current measuring device is arranged in the current path of the first circuit breaker and the current path of the second circuit breaker.
  • the circuit arrangement furthermore has a first and a second comparator for comparing the measured values of the first and the second current measuring device, each having a first lower and a second higher threshold value.
  • the object is also achieved by a method for detecting a short circuit in a circuit arrangement formed according to claim 1, in which a short circuit between the first and the second terminal, so the load is detected by the first or the second comparator exceeding the indicates the second high threshold, and the other comparator indicating the exceeding of at least the first low threshold.
  • the circuit arrangement according to the invention is designed as a half-bridge, but it can be supplemented in an advantageous manner to a full bridge, thus between the high potential of the supply voltage and the second terminal, a third power switch and between the first terminal and the low potential of the supply voltage a fourth Circuit breaker is arranged.
  • both the third and the fourth power switch are each a third or fourth current measuring device as well as a third or fourth comparator for comparing the measured values of the current measuring devices with a first lower and a second higher threshold value.
  • an electric motor drive can be operated not only in one but also in the other direction, the short circuit between the load and the first and second connection in both operating modes during operation can be determined when in the current path of the active Circuit breaker, the higher threshold is exceeded and in the current path of the other circuit breaker, at least the low threshold is exceeded.
  • the lower threshold value is advantageously a threshold value for a limiting current which is a maximum permissible current for the circuit arrangement in normal operation.
  • the second higher threshold is a threshold that indicates an overcurrent, that is, a current that has reached an inadmissibly high level and thus indicates a short circuit.
  • the same current flows through both active power switches and via the load or in the case of a short circuit across the load via the short-circuit connection, so that in the event of a short circuit both comparators should indicate that the higher threshold value has been exceeded.
  • the comparators and the reference current or voltage sources forming the threshold values are not highly precise but may have deviations. Thus, it may happen that the one comparator already indicates that the higher threshold value has been exceeded, while the other comparator only indicates that the lower threshold value, that is to say the limit current, has been exceeded. However, this is sufficient for detecting a short circuit across the load.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a full bridge with hinted
  • a first power switch HS1 is arranged between the positive potential of the supply voltage Vbat and a first terminal OUT1.
  • a second power switch LSI is arranged between a second terminal OUT2 and the low potential of the supply voltage - here the ground terminal GND - .
  • a load load is arranged, which is both an ohmic, a capacitive as well as an inductive consumer can be.
  • the load load is a connection path with a switch that is to symbolize a short circuit when the switch is closed.
  • a continuous current path KS symbolizes a short-circuit current.
  • the power switches HS1, LSI are formed in the illustrated example of Figure 1 as N-channel MOSFETs and have an intrinsic diode - often referred to as Bodydiode - on.
  • This half of the full bridge circuit shown in Figure 1 would already be sufficient to supply the load load with energy from the supply source Vbat by the two power switches HS1, LSI are closed. They would be controlled for this purpose by a suitable control circuit (not shown), which in turn can be controlled by a microprocessor (also not shown).
  • a third power switch HS2 is also arranged between the positive supply voltage terminal Vbat and the second terminal OUT2 and a fourth power switch LS2 between the first terminal OUT1 and the lower supply voltage terminal GND in FIG.
  • These power switches are also shown in the example shown as N-channel MOSFETs with intrinsic diodes.
  • These intrinsic diodes are used as freewheeling diodes when operating an inductive load when turning off the power.
  • the current in the respective branches of the circuit is detected.
  • current measuring devices are provided, which are obvious to a person skilled in the art.
  • shunt resistors can be used, the voltage dropping across these shunt resistors being a measure of the Electricity in the respective power branches is.
  • current mirrors whose output current is a measure of the current flowing through the bridge circuit branch.
  • the output signals of such known current measuring devices are supplied in a likewise known manner to comparators, which compare these measured signals, which may be both currents and voltages which are representative of the flowing currents, with threshold values.
  • a first low threshold value and a second higher threshold value are provided, wherein the first low threshold value is a limiting current which represents a maximum current permissible for the circuit arrangement.
  • the second higher threshold is an overcurrent threshold that represents an excessively high current at which the circuit would already be overloaded.
  • one of the comparators assigned to the active current branches to indicate an overcurrent and the other to at least exceed the limit current, ie the first low threshold.
  • the detection of an overcurrent in the first circuit breaker HS1 containing circuit branch could have both a short circuit on the load load and a short circuit of the first output OUTl to ground GND as the cause.
  • the second circuit breaker LSI additionally exceeds at least the threshold current threshold, then there is clearly a short circuit across the load load, since a short circuit of the first terminal OUTl against the ground terminal GND could not cause a correspondingly high current to flow through the second power switch LSI ,

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Detektion eines Kurzschlusses zwischen einem ersten (OUT1) und einem zweiten Anschluss (OUT2) einer Leistungsschalteranordnung zum Bestromen einer an den ersten und zweiten Anschluss (OUT1, OUT2) verbindbaren Last. Zwischen einem hohen Potential (Vbat) einer Versorgungsspannung und dem ersten Anschluss ist ein erster Leistungsschalter (HS1) und zwischen dem zweiten Anschluss (OUT2) und dem niederen Potential (GND) der Versorgungsspannung ist ein zweiten Leistungsschalter (LS1) angeordnet. Im Strompfad des ersten Leistungsschalters (HS1) ist eine erste Strommesseinrichtung und im Strompfad des zweiten Leistungsschalters (LS1) ist eine zweite Strommesseinrichtung angeordnet. Ein erster Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der ersten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert und ein zweiten Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der zweiten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert sind den Strommesseinrichtungen zugeordnet.

Description

Beschreibung
Schaltungsanordnung zur Detektion eines Kurzschlusses bei einer Leistungsschalteranordnung
In Kraftfahrzeugen müssen eine Fülle von Lasten ein- und wieder ausgeschaltet werden. Beispiele hierfür sind ohmsche Lasten wie Fahr-, Blink-, Rückfahr- und Bremsleuchten, kapazitive Lasten wie beispielsweise Piezoaktoren für Einspritzventile, induktive Lasten wie beispielsweise Magnetspulen für Einspritzventile oder sonstige Ventile in Flüssigkeitsleitungen sowie die Ansteuerung unterschiedlichster elektromotorischer Stellglieder zur Betätigung von Scheibenwischern, Fensterhebern, der Drosselklappe oder ähnliches.
Da die Spannungsversorgung in einem Kraftfahrzeug üblicherweise aus der Fahrzeugbatterie erfolgt, die bei Personenkraftwagen heutzutage üblicherweise eine Spannung von 12 Volt aufweist und bei Lastkraftwagen eine Spannung von 24 Volt, müssen für die erforderlichen Leistungen hohe Ströme fließen. Diese Ströme müssen durch entsprechend ausgelegte elektronische Schalter, meistens Leistungstransistoren, geführt werden können. Für ohmsche Lasten werden zumeist reine High-Side- oder Low-Side- Schalter verwendet, während zur Ansteuerung induktiver Lasten Halbbrücken verwendet werden, bei denen die Last sowohl über einen High-Side-Schalter mit dem positiven Anschluss der Versorgungspannung und über einen Low-Side-Schalter mit dem Mas- seanschluss der Versorgungsspannung verbunden ist. In bekannter Weise müssen außerdem an geeigneten Stellen Freilaufdioden vorgesehen sein. Wenn es darum geht, induktive Lasten aufzuladen und wieder entladen zu können, sind zumeist Halbbrücken in Form von in Serie geschalteten Leistungstransistoren vorgesehen, an deren Verbindungspunkt die Last gegen Masse angeschlossen ist.
Zum Ansteuern von elektromotorischen Antrieben werden häufig Vollbrücken - auch als H-Brücken bezeichnet - verwendet, um den Motor in beiden Richtungen betreiben zu können. Hierbei sind die beiden Anschlüsse des elektromotorischen Antriebs einerseits über jeweils einen High-Side-Schalter mit dem hohen Potential der Versorgungsspannung und andererseits über Low-Side-Schalter mit dem niederen Potential der Versorgungs Spannung - meistens der Masseanschluss - verbunden. Die Bodydioden der verwendeten
Leistungstransistoren dienen dabei zumeist als Freilaufdioden .
Die als Leistungstransistoren ausgebildeten elektronischen Schaltelemente werden zumeist in integrierten Schaltungen - häufig als Asics ausgeführt - in größerer Zahl realisiert und können durch geeignete Verschaltung zu den oben angeführten Volloder Halbbrücken verbunden werden. In der integrierten Schaltung sind dabei geeignete Steuerschaltungen vorgesehen, die zumeist von außen über einen MikroController gesteuert das Ein- und Ausschalten der angeschlossenen Lasten steuern können.
Bei all den genannten Schaltungstopologien können jedoch Kurzschlüsse über den Schaltern, von den Anschlüssen der Last gegen Batteriespannung oder Massepotential oder über der Last auf- treten. Außerdem können auch Leitungsunterbrechungen auftreten. All diese Fehlerfälle müssen sicher detektiert und zur Anzeige gebracht werden können, um geeignete Maßnahmen zur Behebung des Fehlers ergreifen zu können. Die DE 102008018244 B3 beschreibt am Beispiel einer Halbbrücke mit einer induktiven Last, die einerseits über einen High-Side- Schalter mit dem positiven Potential der Versorgungs Spannung und über einen Low-Side-Schalter mit dem Masseanschluss verbunden ist, die Detektion von Kurzschlüssen über den Schaltern sowie von den Lastanschlüssen gegen die Potentiale der Versorgungsspannung und außerdem einen Leitungsbruch in den Verbindungsleitungen der Last. Nicht offenbart und problematisch ist jedoch die Detektion eines Kurschlusses über der Last, da dieser nur sehr aufwändig von einem Kurzschluss gegen die Versorgungs Spannung oder das Massepotential unterschieden werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen solchen Kurzschluss über der Last auf einfache Weise detektieren zu können. Die Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Schaltungsanordnung zur Detektion eines Kurzschlusses zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss einer Leistungs Schalteranordnung zum Bestro- men einer an den ersten und zweiten Anschluss verbindbaren Last, mit einem zwischen einem hohen Potential einer Versorgungsspannung und dem ersten Anschluss angeordneten ersten Leistungsschalter und einem zwischen dem zweiten Anschluss und dem niederen Potential der Versorgungsspannung angeordneten zweiten Leistungsschalter. Im Strompfad des ersten Leistungsschalters und dem Strompfad des zweiten Leistungsschalters ist eine erste bzw. zweite Strommesseinrichtung angeordnet. Die Schaltungsanordnung weist ferner einen ersten und einen zweiten Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der ersten bzw. der zweiten Strom- mes seinrichtung mit jeweils einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert auf.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Detektion eines Kurzschlusses bei einer gemäß Anspruch 1 ausgebildeten Schaltungsanordnung, bei dem ein Kurzschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss, also über der Last, erkannt wird, indem der erste oder der zweite Vergleicher das Überschreiten des zweiten hohen Schwellwertes anzeigt, und der jeweils andere Vergleicher das Überschreiten zumindest des ersten niederen Schwellwerts anzeigt.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist als Halbbrücke ausgebildet, sie kann in vorteilhafter Weise aber auch zu einer Vollbrücke ergänzt werden, wobei folglich zwischen dem hohen Potential der Versorgungsspannung und dem zweiten Anschluss ein dritter Leistungsschalter und zwischen dem ersten Anschluss und dem niederen Potential der Versorgungs Spannung ein vierter Leistungsschalter angeordnet ist. In vorteilhafter Weise sind sowohl dem dritten als auch dem vierten Leistungsschalter jeweils eine dritte bzw. vierte Strommesseinrichtung sowie ein dritter bzw. vierter Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der Strom- mes seinrichtungen mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert vorgesehen. Hierdurch kann beispielsweise ein elektromotorischer Antrieb nicht nur in die eine sondern auch in die andere Richtung betrieben werden, wobei der Kurschluss über der Last also zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss in beiden Betriebsarten während des Betriebs festgestellt werden kann, wenn im Strompfad eines der aktiven Leistungsschalter der höhere Schwellwert überschritten ist und im Strompfad des jeweils anderen Leistungsschalters zumindest der niedere Schwellwert überschritten ist.
Der niedere Schwellwert ist dabei in vorteilhafter Weise ein Schwellwert für einen Grenzstrom, der ein für die Schaltungsanordnung im Normalbetrieb maximal zulässiger Strom ist. Der zweite höhere Schwellwert ist ein Schwellwert der einen Überstrom anzeigt, also einen Strom, der einen unzulässig hohen Wert erreicht hat und folglich auf einen Kurzschluss hinweist.
Prinzipiell fließt durch beide aktive Leistungs Schalter und über die Last bzw. im Falle eines Kurzschlusses über der Last über die Kurzschlussverbindung derselbe Strom, so dass im Kurschlussfall beide Vergleicher das Überschreiten des höheren Schwellwerts anzeigen sollten. Allerdings sind die Vergleicher und die die Schwellwerte bildenden Referenzstrom- bzw. Spannungsguellen aufgrund der damit verbunden Kosten nicht hochpräzise ausgeführt sondern können Abweichungen aufweisen . So kann es also vorkommen, dass der eine Vergleicher bereits das Überschreiten des höheren Schwellwerts anzeigt, während der andere Vergleicher nur das Überschreiten des niederen Schwellwerts, also des Grenzstromes anzeigt. Dies ist jedoch ausreichend für die Erkennung eines Kurzschlusses über der Last.
Nicht ausreichend ist hingegen das Anzeigen eines Überstromes nur in einem der aktiven Strompfade, da dies auch auf einen Kurzschluss des jeweiligen Anschlusses gegen das hohe oder niedere Versorgungspotential sein könnte. Die möglichen Fehlerfälle sind in nachfolgender Tabelle dargestellt:
Figure imgf000007_0001
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher beschrieben werden. Dabei zeigt Figur 1 eine Prinzipskizze einer Vollbrücke mit angedeutetem
Kurzschluss über einer angeschlossenen Last.
In der Vollbrückenleistungsschalteranordnung der Figur 1 ist ein erster Leistungsschalter HS1 zwischen dem positiven Potential der Versorgungsspannung Vbat und einem ersten Anschluss OUTl angeordnet. Zwischen einem zweiten Anschluss OUT2 und dem niederen Potential der Versorgungsspannung - hier der Masse- anschluss GND - ist ein zweiter Leistungs Schalter LSI angeordnet. Zwischen dem ersten und zweiten Anschluss OUTl, OUT2 ist ein Verbraucher Last angeordnet, der sowohl ein ohmscher, ein kapazitiver als auch ein induktiver Verbraucher sein kann. Über den Verbraucher Last ist ein Verbindungspfad mit einem Schalter dargestellt, der bei geschlossenem Schalter einen Kurzschluss symbolisieren soll. Ein durchgehender Strompfad KS symbolisiert einen Kurschlussstrom.
Die Leistungsschalter HS1, LSI sind im dargestellten Beispiel der Figur 1 als N-Kanal-MOSFETs ausgebildet und weisen eine intrinsische Diode - oft als Bodydiode bezeichnet - auf.
Diese Hälfte der in Figur 1 dargestellten Vollbrückenschaltung würde bereits ausreichen, den Verbraucher Last mit Energie aus der Versorgungsguelle Vbat zu versorgen, indem die beiden Leistungsschalter HS1, LSI geschlossen werden. Sie würden zu diesem Zweck durch eine geeignete SteuerSchaltung (nicht dargestellt), die ihrerseits durch einen Mikroprozessor (ebenfalls nicht dargestellt) angesteuert werden kann, angesteuert werden . Zur Ausbildung einer Vollbrückenschaltung sind in Figur 1 außerdem ein dritter Leistungsschalter HS2 zwischen dem positiven Versorgungsspannungsanschluss Vbat und dem zweiten An- schluss OUT2 und ein vierter Leistungsschalter LS2 zwischen dem ersten Anschluss OUTl und dem niederen Versorgungsspannungs- anschluss GND angeordnet. Auch diese Leistungsschalter sind im dargestellten Beispiel als N-Kanal-MOSFETs mit intrinsischen Dioden dargestellt.
Diese intrinsischen Dioden werden beim Betrieb eines induktiven Verbrauchers beim Abschalten des Stroms als Freilaufdioden verwendet .
Zur Überwachung der Vollbrückenschaltung der Figur 1 wird der Strom in den jeweiligen Zweigen der Schaltung detektiert. Hierzu sind nicht dargestellte Strommesseinrichtungen vorgesehen, die für einen Fachmann selbstverständlich sind. So können beispielsweise Shuntwiderstände verwendet werden, wobei die an diesen Shuntwiderständen abfallende Spannung ein Maß für den Strom in den jeweiligen Stromzweigen ist. Alternativ können auch Stromspiegel verwendet werden, deren Ausgangsstrom ein Maß für den durch den Brückenschaltungszweig fließenden Strom ist.
Die Ausgangssignale solcher bekannter Strommesseinrichtungen werden in ebenfalls bekannter Weise Vergleichern zugeführt, die diese gemessenen Signale, die sowohl Ströme als auch Spannungen, die repräsentativ für die fließenden Ströme sind, sein können, mit Schwellwerten vergleichen. Für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist ein erster niederer Schwellwert und ein zweiter höherer Schwellwert vorgesehen, wobei der erste niedere Schwellwert ein Grenzstrom ist, der einen maximal für die Schaltungsanordnung zulässigen Strom darstellt . Der zweite höhere Schwellwert ist ein Überstromschwellwert, der einen unzulässig hohen Strom darstellt, bei dem die Schaltung bereits überlastet würde .
Falls ein Kurzschluss über dem Verbraucher Last vorliegen würde, würde ein unzulässig hoher Strom fließen, so dass in jedem Fall der erste niedere Schwellwert beider in den stromdurchflos senen Zweigen angeordneter Strommesseinrichtung detektiert würde und die angeschlossenen Vergleicher entsprechend ein Signal abgeben würden. Aufgrund von Toleranzen wird in jedem Fall einer der Vergleicher auch einen Strom anzeigen, der den zweiten höheren Schwellwert überschreitet, so dass ein unzulässiger Überstrom angezeigt wird. In den meisten Fällen werden jedoch beide Vergleicher diesen unzulässigen Überstrom anzeigen.
Zur Anzeige eines Kurzschlusses über den Verbraucher Last ist es nun in erfindungsgemäßer Weise lediglich erforderlich, dass einer der in den aktiven Stromzweigen zugeordneten Vergleicher einen Überstrom anzeigt und der jeweils andere zumindest ein Überschreiten des Grenz Stromes , also der ersten niederen Schwelle . Vorzugsweise wird dabei ermittelt, ob der Überstrom zumindest während einer vorgegebenen Zeit auftritt, ob also der Strom während dieser vorgegebenen Zeit über dem zweiten Schwellwert liegt . Diese Zeit wird häufig als Filterzeit bezeichnet . Dies ist erforderlich, da lediglich das Anzeigen eines Überstroms in einem der Schaltungszweige ebenfalls einen Kurzschluss des jeweiligen zugeordneten Anschlusses OUTl bzw. OUT2 gegen das hohe oder niedere Potential der Versorgungsspannung Vbat, GND sein könnte. So würde beispielsweise die Detektion eines Überstroms in dem den ersten Leistungsschalter HS1 enthaltenden Schaltungszweig sowohl ein Kurzschluss über den Verbraucher Last als auch ein Kurschluss des ersten Ausgangs OUTl gegen Masse GND als Ursache haben können. Zeigt jedoch der den zweiten Leistungsschalter LSI zusätzlich ein Überschreiten zumindest der Grenz stromschwelle an, so liegt eindeutig ein Kurzschluss über den Verbraucher Last vor, da bei einem Kurzschluss des ersten Anschlusses OUTl gegen den Masseanschluss GND kein entsprechend hoher Strom durch den zweiten Leistungsschalter LSI fließen könnte.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung zur Detektion eines Kurzschlusses zwischen einem ersten (OUTl) und einem zweiten Anschluss (OUT2) einer Leistungsschalteranordnung zum Bestromen einer an den ersten und zweiten Anschluss (OUTl, OUT2) verbindbaren Last, mit einem zwischen einem hohen Potential (Vbat) einer Versorgungsspannung und dem ersten Anschluss angeordneten ersten Leistungsschalter (HS1) und einem zwischen dem zweiten Anschluss (OUT2) und dem niederen Potential (GND) der Versorgungsspannung angeordneten zweiten Leistungsschalter (LSI),
mit einer im Strompfad des ersten Leistungs Schalters (HS1) angeordneten ersten Strommesseinrichtung und einer im Strompfad des zweiten Leistungsschalters (LSI) angeordneten zweiten Strommesseinrichtung,
mit einem ersten Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der ersten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert und einem zweiten Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der zweiten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwischen dem hohen Potential (Vbat) der Versorgungsspannung und dem zweiten Anschluss (OUT2) angeordneten dritten Leistungsschalter (HS2) und einen zwischen dem ersten Anschluss (OUTl) und dem niederen Potential (GND) der Versorgungsspannung angeordneten vierter Leistungsschalter (LS2),
wobei im Strompfad des dritten Leistungsschalters (HS2) eine dritte Strommesseinrichtung und im Strompfad des vierten Leistungsschalters (LS2) eine vierte Strommesseinrichtung angeordnet ist, und
wobei ein dritter Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der dritten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert und ein vierter Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der vierten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert vorgesehen ist.
3. Verfahren zur Detektion eines Kurzschlusses zwischen einem ersten (OUTl) und einem zweiten Anschluss (OUT2) einer Leistungsschalteranordnung zum Bestromen einer an den ersten und zweiten Anschluss (OUTl, OUT2) verbindbaren Last,
wobei die Leistungsschalteranordnung mit einem zwischen einem hohen Potential (Vbat) einer Versorgungsspannung und dem ersten Anschluss angeordneten ersten Leistungsschalter (HSl) und einem zwischen dem zweiten Anschluss (OUT2) und dem niederen Potential (GND) der Versorgungsspannung angeordneten zweiten Leistungsschalter (LSI) gebildet ist,
wobei im Strompfad des ersten Leistungsschalters (HSl) eine erste Strommesseinrichtung und im Strompfad des zweiten Leistungsschalters (LSI) eine zweite Strommesseinrichtung angeordnet ist, wobei ein erster Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der ersten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert und ein zweiter Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der zweiten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert vorgesehen ist, und
wobei ein Kurzschluss zwischen dem ersten (OUTl) und dem zweiten Anschluss (OUT2) erkannt wird, wenn der erste oder der zweite Vergleicher das Überschreiten des zweiten hohen Schwellwertes anzeigt und der jeweils andere Vergleicher das Überschreiten zumindest des ersten niederen Schwellwertes anzeigt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei zwischen dem hohen Potential (Vbat) der Versorgungsspannung und dem zweiten Anschluss (OUT2) ein dritter Leistungsschalter (HS2) und zwischen dem ersten Anschluss (OUTl) und dem niederen Potential (GND) der Ver- sorgungs Spannung ein vierter Leistungsschalter (LS2) angeordnet ist,
wobei im Strompfad des dritten Leistungsschalters (HS2) eine dritte Strommesseinrichtung und im Strompfad des vierten Leistungsschalters (LS2) eine vierte Strommesseinrichtung angeordnet ist,
wobei ein dritter Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der dritten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert und ein vierter Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der vierten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert vorgesehen ist, und
wobei ein Kurzschluss zwischen dem ersten (OUTl) und dem zweiten Anschluss (OUT2) erkannt wird, wenn der dritte oder der vierte Vergleicher das Überschreiten des zweiten hohen Schwellwertes anzeigt und der jeweils andere Vergleicher das Überschreiten zumindest des ersten niederen Schwellwertes anzeigt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste niedere Schwellwert ein Schwellwert für einen Grenzstrom ist, der ein für die Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 maximal zulässiger Strom ist und dass der zweite höhere Schwellwert ein Schwellwert für einen Überstrom ist, der ein unzulässig hoher Strom ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überstrom detektiert wird, wenn der Strom eine vorgegebene Zeit über dem zweiten Schwellwert liegt.
PCT/EP2012/075039 2011-12-16 2012-12-11 Schaltungsanordnung zur detektion eines kurzschlusses bei einer leistungsschalteranordnung WO2013087604A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020147019677A KR20140103166A (ko) 2011-12-16 2012-12-11 전력 스위치 어레인지먼트 내 단락을 검출하기 위한 회로 어레인지먼트
US14/365,687 US20140333320A1 (en) 2011-12-16 2012-12-11 Circuit arrangement for detecting a short circuit in a power switch arrangement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011088912.4 2011-12-16
DE102011088912A DE102011088912A1 (de) 2011-12-16 2011-12-16 Schaltungsanordnung zur Detektion eines Kurzschlusses bei einer Leistungsschalteranordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013087604A1 true WO2013087604A1 (de) 2013-06-20

Family

ID=47501125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/075039 WO2013087604A1 (de) 2011-12-16 2012-12-11 Schaltungsanordnung zur detektion eines kurzschlusses bei einer leistungsschalteranordnung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140333320A1 (de)
KR (1) KR20140103166A (de)
DE (1) DE102011088912A1 (de)
WO (1) WO2013087604A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3013919B1 (fr) * 2013-11-22 2016-01-08 Continental Automotive France Detection de court-circuit dans une structure de commutation
FR3056039B1 (fr) 2016-09-14 2018-09-28 Continental Automotive France Procede d'alimentation d'une charge inductive
DE102016220030A1 (de) 2016-10-14 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen eines Kurzschlusses über eine Last
FR3075494B1 (fr) 2017-12-19 2019-11-08 Continental Automotive France Procede de suppression au moins partielle des oscillations survenant a la fin d'une decharge en courant pour un pont en h
FR3087898B1 (fr) * 2018-10-26 2021-08-06 Continental Automotive France Procede d'alimentation d'une charge inductive
FR3080961A1 (fr) * 2018-12-19 2019-11-08 Continental Automotive France Procédé de suppression au moins partielle des oscillations survenant à la fin d’une décharge en courant pour un pont en H
KR102046583B1 (ko) 2019-03-27 2019-11-19 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 모터 구동 회로의 단선 진단 장치 및 방법
US11372056B2 (en) * 2020-05-26 2022-06-28 Sandisk Technologies Llc Circuit for detecting pin-to-pin leaks of an integrated circuit package

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19723456A1 (de) * 1997-06-04 1998-12-17 Siemens Ag Fehlschlußerkennungseinrichtung für elektrische Verbraucher
DE102005004608B3 (de) * 2005-02-01 2006-04-20 Siemens Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen von elektrischen Kontaktierungen zwischen einem ersten Ausgangspin eines ersten Leistungsschalters einer Leistungsschaltvorrichtung und einem externen Knoten
US7280333B2 (en) * 2003-04-02 2007-10-09 Ami Semiconductor Belgium Bvba Method and device for short circuit or open load detection
DE102008018244B3 (de) 2008-04-10 2009-11-19 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einer Leistungsbrückenschaltung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3842426A1 (de) * 1988-12-16 1990-06-21 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung zur steuerung und ueberwachung eines verbrauchers in brueckenschaltung
EP0810444A1 (de) * 1996-05-31 1997-12-03 STMicroelectronics S.r.l. Diagnoseschaltung für mögliche Fehler während der Phase der Ansteuerung einer elektrischen Last durch eine Brückenstufe
US6356423B1 (en) * 2000-04-26 2002-03-12 Eaton Corporation Soild state protection circuit for electrical apparatus
JP2010104079A (ja) * 2008-10-21 2010-05-06 Tokai Rika Co Ltd 負荷駆動装置
US8547112B2 (en) * 2010-03-29 2013-10-01 Eduardo Pedrosa Santos Introduced in monitoring system of dielectric state of high voltage equipments with capacitive insulation, such as condensive bushings, current transformers, potential transformers and similar

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19723456A1 (de) * 1997-06-04 1998-12-17 Siemens Ag Fehlschlußerkennungseinrichtung für elektrische Verbraucher
US7280333B2 (en) * 2003-04-02 2007-10-09 Ami Semiconductor Belgium Bvba Method and device for short circuit or open load detection
DE102005004608B3 (de) * 2005-02-01 2006-04-20 Siemens Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen von elektrischen Kontaktierungen zwischen einem ersten Ausgangspin eines ersten Leistungsschalters einer Leistungsschaltvorrichtung und einem externen Knoten
DE102008018244B3 (de) 2008-04-10 2009-11-19 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einer Leistungsbrückenschaltung

Also Published As

Publication number Publication date
US20140333320A1 (en) 2014-11-13
DE102011088912A1 (de) 2013-06-20
KR20140103166A (ko) 2014-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013087604A1 (de) Schaltungsanordnung zur detektion eines kurzschlusses bei einer leistungsschalteranordnung
EP2996899B1 (de) Vorladen eines kraftfahrzeug-hochvoltnetzes
DE102011004516A1 (de) Schaltung und Verfahren zur Diagnose von Schaltkontakten in einem batteriebetriebenen Straßenfahrzeug
DE102011086412B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Testen des Zustands der Verbindung einer mit einem Verbindungspunkt verbundenen Last
DE102015210920A1 (de) Redox-Flow-Batteriesystem und Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einer Brückenschaltung eines DC/DC-Wandlers eines Redox-Flow-Batteriesystems
WO2012007494A1 (de) Überstromschalter, verwendung eines überstromschalters und elektrokraftfahrzeug mit einem überstromschalter
EP3452336B1 (de) Mehrspannungs-steuervorrichtung für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeug und betriebsverfahren für die steuervorrichtung
DE102008018244B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einer Leistungsbrückenschaltung
EP3612846B1 (de) Vorrichtung zur stromversorgung für ein steuergerät und verfahren zur überwachung einer stromversorgung
WO2009053161A1 (de) Verfahren zum erkennen eines lastabfalls
EP1475875B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Prüfung einer Leistungsendstufe
WO2022128521A1 (de) Fahrzeugladeschaltung mit gleichrichtereinrichtung, zwischenkreiskondensator und vor-/entladeschaltung
DE102014019119A1 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102018221201B4 (de) Kraftfahrzeug-Steuergerät mit mehreren Versorgungsanschlüssen für eine redundante Spannungsversorgung sowie Kraftfahrzeug mit dem Steuergerät und Verfahren zum Betreiben des Steuergeräts
DE102012203940B4 (de) Getriebesteuergerät und damit gebildete Getriebesteuerung
EP4377123B1 (de) Bordnetz für ein kraftfahrzeug und verfahren
DE102010015095A1 (de) Treiberschaltung für eine Last und Baugruppe aus Treiberschaltung und einer Last
EP3925835B1 (de) Bordnetz für ein fahrzeug
DE102017011721A1 (de) Elektrisches Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, wobei für einen Zwischenkreis des elektrischen Bordnetzes eine zusätzliche Gleichspannung bereitgestellt ist
EP2876509B1 (de) Sicherheitssteuerung
DE102021119956A1 (de) Testen von Stromversorgungspfaden und Verbrauchern eines Fahrzeugs
WO2015180806A1 (de) Elektronisches relais
DE102020205675A1 (de) Vorrichtung zur Überwachung eines Hochvoltschützes
EP1695104B1 (de) Verfahren und anordnung zur prüfung einer leistungsendstufe
DE102019204429A1 (de) Schutzvorrichtung für eine Treiberschaltung und Verfahren zum Schutz einer Treiberschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12809673

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14365687

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147019677

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12809673

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1