用于至少一个接触器的控制电路和用于至少一个接触器的运行的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于至少一个接触器的控制电路，其具有电压保持单元以及电流调节电路，通过该调节电路能够将通过该接触器的控制线圈的电流精确地调节至额定值。
【背景技术】
[0002]显然，将来不仅在静态应用中，而且在例如混合动力车辆和电动车辆上将会使用更多的蓄电池系统，对此关于可靠性提出非常高的要求。原因在于，蓄电池的失效能够导致与安全性相关的问题。为了提供对各应用来说所期望的功率，通常将大量的蓄电池单池串联连接，从而得到高的蓄电池输出电压，该蓄电池没有合适的措施地持久地接触由该蓄电池供电的设备的相应的供电连接端，并且意味着对于维护人员或者用户的危险。出于这个原因通常设置接触器，以使得这些蓄电池能够电解耦。在具有电的控制电机的机动车中，不仅在蓄电池的正极而且在其负极上装配接触器，其设置用于蓄电池的高电压并且还必须能够在超过1000A的短路电流时可靠地断开蓄电池。
[0003]接触器的接通和断开通常通过电子终端或者通过控制电路实现，该控制电路为接触器的控制线圈提供电流。在此，该控制功率没有小到忽略不计。在接通过程中为了可靠地吸合接触器需要比在闭合状态为了随后保持接触高得多的控制电流。出于这个原因，通常将接触器的控制分为两个模式，吸合模式和保持模式(或者还有吸合阶段或者是保持阶段)O对每种模式来说特别的是，在吸合模式时控制电流的大小大于保持模式时控制电流的大小。在此称为吸合级别和保持级别。其中吸合模式仅仅对接通(闭合)连接器是必须的且持续时间相对较短。在工作时间的主要部分该接触器处于功率节省的保持模式。因此，用于控制接触器的控制电路应该能够显示两种运行模式。
[0004]由DE 10 2010 041 018已知一种用于控制接触器的设备，该设备包括电流保持单元，该电流保持单元构造用于，使得向其输出侧的输出端输出用于接触器的控制线圈的保持电流。通过在DE 10 2010 041018 Al公开的设备，在带有恒定电压的不同电压级别的吸合阶段以及保持阶段能够以有利的方式控制接触器。
[0005]然而，例如在DE 10 2010 041 018 Al中公开的设备中相关的部件尤其是接触器的控制线圈的线圈电阻，具有温度依赖性以及其部件参数的与制造有关的散射。此外，由保持电流单元产生的保持电压被调节到为了生产时间确定的值上。
[0006]因此，相关的部件(尤其是在控制电路的电压保持电路的内部的部件)必须如此构造，使得在该保持电流单元出现过高温度的情况下也能够提供必须的保持电流。但是因为该部件的电导率和由此通过同一个、例如通过接触器的控制线圈的电流根据温度波动，因此必要的是，将这些部件的尺寸定得比对原本所期望的电流来说必须的更大。例如因此必须将在DE 10 2010 041 018 Al中公开的设备的保持电路中的相关的部件的尺寸定得高出66%，这大大提高了对这些部件所需要的构造空间以及成本。
【发明内容】
[0007]根据本发明提出了一种用于至少一个接触器的控制电路，其包括第一和第二连接端，所述控制电路能够通过所述第一和第二连接端与储能器的多个极相连接。此外，所述控制电路还包括至少一个第一输出端和至少一个第二输出端，所述控制电路能够通过所述至少一个第一输出端和所述至少一个第二输出端与用于接触器的控制线圈的第一和第二连接端相连接。所述至少一个第二输出端通过电连接与所述第二连接端相连接。此外，所述控制电路还包括电压保持单元，所述电压保持单元与所述至少一个第一输出端相连接并且被构造用于，在所述至少一个第一输出端处为所述控制线圈提供保持电压。根据本发明，所述电连接具有电流调节电路，所述电流调节电路被设置用于，将通过所述电连接的电流调节至预先确定的值。
[0008]通过所述控制电路这是可能的，在保持阶段期间的恒定的保持电压的情况下，通过接触器的控制线圈为每个温度精确地调节电流。例如设置在保持电压电路中的控制电路的组件于是不必是大尺寸的，因为在保持电压电路中的电流的取决于温度的升高或降低能够通过电流调节电路作用。从而能够节省成本和制造空间。
[0009]在一个优选的实施形式中，所述电流调节电路包括设置在所述电连接中的晶体管，其中，所述晶体管具有控制电极并且被设置用于，被线性地控制并且作为电流源来运行。通过多个晶体管能够开关和增强多个信号，无需必须再次实施机械运动。多个晶体管在运行电压附近运行。其具有小的损耗、非常小的热产生和非常小的尺寸。此外，晶体管能够被良好地用作电流源或者用于调节电流，因为晶体管的开关线路(Schaltstrecke)的电阻是能够精确调节的。
[0010]在该实施方式的优选的改进中，晶体管被实施为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者双极型晶体管。MOSFET是成本低廉的和非常紧凑的，即能够以高的集成密度实现。此外，MOSFET具有快的开关时间以及稳定的放大和响应时间。而双极型晶体管具有高的电压稳定性以及同样地高的开关速度。此外，其导通损耗与流过其的电流以及集电极-发射极饱和电压呈线性比例关系。
[0011]优选地，电流调节电路具有与电连接相连接的电流测量单元。因此这是可能的，非常精确地测量在电连接中的电流和通过控制线圈的电流，并且克服电流与其额定值的偏差。
[0012]在该实施形式的一个优选的改进中，电流测量单元被实施为分流电阻。电路电阻或者分流器与其它的电流测量单元或者电流传感器相比是非常价格合算的并且还能够非常精确地测量电流。
[0013]在该实施形式或者上述实施形式中任一个的一个优选的改进中，电流调节电路具有调节单元，所述调节单元与所述电流测量单元以及所述晶体管的所述控制电极相连接并且被设置用于，通过所述控制电极、根据通过所述电流测量单元所测量的电流来线性控制所述晶体管。
[0014]优选地，所述调节单元被实施为具有输出端和两个输入端的反馈放大电路，其中，所述反馈放大电路的所述输出端与所述晶体管的所述控制电极相连接，而所述反馈放大电路的一个输入端与所述电流测量单元相连接并且所述反馈放大电路的另一个输入端与恒定的电势相连接。
[0015]优选地，所述反馈放大电路的与恒定的电势相连接的输入端具有参考电压源。
[0016]通过该反馈放大电路，电流测量单元与晶体管的控制电极相连接并且能够直接通过晶体管的开关线路的电阻的变化来克服电流与额定值的偏差。由电流测量单元测量的电流不一定首先花费地分析和传输。
[0017]优选地，反馈放大电路被实施为运算放大器。运算放大器是短路稳定的，不需要频率补偿，具有非常大的输入电压范围并且吸收小的功率。
[0018]在一个优选的实施形式中，反馈放大电路被实施为电子电路，其具有分立器件。通过分立器件的构造，相对于反馈放大电路的实施，通过运算放大器获得成本优势。
[0019]优选地，电压保持单元被实施为开关转换器。开关转换器是能量节约的并且由于其有源的电流调节，其相对于电流或参数波动是相对不敏感的。
[0020]此外提供一种用于至少一个接触器的运行的方法，其包括至少一个用于控制至少一个接触器的控制线圈以及电压保持单元，所述电压保持单元与至少一个控制线圈相连接并且被构造用于，通过在所述电压保持单元的输出端产生的保持电压引起通过所述至少一个控制线圈的电流。此外，所述用于至少一个接触器的运行的方法包括电流调节电路，所述电流调节电路电导通地与所述控制线圈相连接，并且被构造用于，将通过所述至少一个控制线圈的电流调节至预先确定的值，其中，所述方法包括以下方法步骤:通过所述电压保持单元提供流过所述至少一个控制线圈的吸合电流。通过所述电压保持单元提供流过所述至少一个控制线圈的保持电流。测量流过所述至少一个控制线圈的电流的量。通过所述电流调节电路根据流过所述至少一个控制线圈的电流的量来将流过所述至少一个控制线圈的电流调节至预先确定的值。
[0021]在用于至少一个接触器的运行的方法的一个优选的改进中，所述电流调节电路还包括晶体管，所述晶体管与所述至少一个控制