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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRICAL CIRCUIT ARRANGEMENT AND DRIVE ARRANGEMENT FOR DRIVING A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/239173
Kind Code:
A1
Abstract:
Electrical circuit arrangement comprising an inverter (4), a driver circuit (5) and a protective circuit (6), wherein the inverter (4) comprises a plurality of inverter switching elements (9) each having a drive connection (13, 14), wherein at least one drive connection (13, 14) of an inverter switching element (9) is connected to the driver circuit (5) via a first switching element (15) of the protective circuit (6), wherein a drive connection (16) of the first switching element (15) is connected to a circuit node (17) which is connected to a first potential via a resistor (24) and to a second potential via a second switching element (23), wherein the protective circuit comprises a comparison device (18), the input of which is connected to an operating voltage and a reference voltage and the output (21) of which is connected to a drive connection (22) of the second switching element (23), so that, if the operating voltage deviates from the reference voltage, the second switching element (23) is switched and the first switching element (15) is opened due to the potential applied to the circuit node (17) as a result of said switching.

Inventors:
ACKERMANN SEBASTIAN (DE)
AUGUSTIN PATRICK (DE)
LEONHARDT VINCENT (FR)
MULLER DENIS (FR)
ENDERLE EDUARD (DE)
Application Number:
PCT/DE2021/100342
Publication Date:
December 02, 2021
Filing Date:
April 14, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
H02H3/20; H02H7/122
Foreign References:
DE112017000331T52018-11-15
US20080304189A12008-12-11
US3683264A1972-08-08
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektrische Schaltungsanordnung umfassend einen Wechselrichter (4), eine Treiberschaltung (5) und eine Schutzschaltung (6), wobei der Wechselrichter (4) mehrere Wechselrichterschaltelemente (9) mit jeweils einem Ansteueran schluss (13, 14) umfasst, wobei wenigstens ein Ansteueranschluss (13, 14) ei nes Wechselrichterschaltelements (9) über ein erstes Schaltelement (15) der Schutzschaltung (6) mit der Treiberschaltung (5) verbunden ist, wobei ein An steueranschluss (16) des ersten Schaltelements (15) mit einem Schaltungskno ten (17) verbunden ist, welcher über einen Widerstand (24) mit einem ersten Potential und über ein zweites Schaltelement (23) mit einem zweiten Potential verbunden ist, wobei die Schutzschaltung eine Vergleichseinrichtung (18) um fasst, deren Eingang mit einer Betriebsspannung und einer Referenzspannung verbunden ist und deren Ausgang (21) mit einem Ansteueranschluss (22) des zweiten Schaltelements (23) verbunden ist, so dass bei Abweichen der Be triebsspannung von der Referenzspannung das zweite Schaltelement (23) ge schaltet und durch das dadurch an dem Schaltungsknoten (17) anliegende Po tential das erste Schaltelement (15) geöffnet wird.

2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsknoten (17) mit einem Ansteueranschluss (25) eines dritten Schaltelements (26) verbunden ist, wobei das dritte Schaltelement (26) das erste Potential mit dem Ansteueranschluss (13, 14) des Wechselrichterschalt elements (9) verbindet.

3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen des ersten Potentials an den Ansteueranschluss (13, 14) des Wechselrichterschaltelements (9) ein Schließen des Wechselrichterschaltele ments (9) bewirkt. 4. Elektrische Schaltungsanordnung einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (4) mehrere Halbbrücken (12) umfasst, wobei jede der Halbbrücken (12) jeweils ein Wechselrichterschaltelement (9) als einen Highsi- de-Schalter (10) und ein Wechselrichterschaltelement (9) als einen Lowside- Schalter (11) umfasst, wobei die Ansteueranschlüsse (14) der Lowside- Schalter (11) jeweils über ein erstes Schaltelement (15) mit der Treiberschal tung (5) verbunden sind, wobei die Ansteueranschlüsse (16) der ersten Schalt elemente (15) mit dem Schaltungsknoten (17) verbunden sind.

5. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung (18) ein Komparator ist.

6. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (21) der Vergleichseinrichtung (18) mit einem Abschaltan schluss (27) der Treiberschaltung (5) verbunden ist.

7. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannung eine mit einer Gleichspannungsseite des Wechsel richters (4) verbundene Gleichspannung ist.

8. Antriebsanordnung zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elekt rische Antriebsmaschine (2) und eine elektrische Schaltungsanordnung (1) nach eine der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wechselrichter (4) der elektrischen Schaltungsanordnung (1) mit der elektrischen Antriebsmaschine verbunden (2) ist.

Description:
Elektrische Schaltunqsanordnunq und Antriebsanordnunq zum Antreiben eines

Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung umfassend einen Wech selrichter, eine Treiberschaltung und eine Schutzschaltung, wobei der Wechselrichter mehrere Wechselrichterschaltelemente mit jeweils einem Ansteueranschluss umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Antriebsanordnung zum Antreiben eines Kraft fahrzeugs.

Zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs werden beispielsweise elektrische Maschinen ver wendet, welche mit einem über einen Wechselrichter bereitgestellten Wechselstrom betrieben werden. Durch den Wechselrichter kann dabei ein einer Gleichstromquelle, beispielsweise einer Fahrzeugbatterie, entnommener Gleichstrom in einen Wechsel strom zum Betreiben der elektrischen Maschine gewandelt werden. Dazu können die Schaltelemente des Wechselrichters von einer Treiberschaltung angesteuert werden. In Kraftfahrzeugen, aber auch bei anderen Anwendungen, ist es aus Sicherheitsgrün den wünschenswert, wenn bei Auftreten eines Fehlers ein sicherer Zustand der elektrischen Maschine und/oder des Wechselrichters erreicht werden kann, um insbe sondere einen unerwünschten Betriebszustand der elektrischen Maschine zu vermei den. Dazu ist es bekannt, zur Funktionsüberwachung des Wechselrichters und/oder der elektrischen Maschine eingerichtete Recheneinrichtungen zu verwenden, in wel chen softwareseitig verschiedene Sicherheitsfunktionen implementiert sind. Solche mit Sicherheitsfunktionen ausgestattete Recheneinrichtungen sind jedoch kostenintensiv und schränken unter Umständen einen zur Ausbildung der weiteren Komponenten zur Verfügung stehenden Designspielraum ein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektrische Schal tungsanordnung anzugeben, welche insbesondere eine einfach zu realisierende Schutzfunktion bietet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektrischen Schaltungsanordnung der ein gangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens ein Ansteuer- anschluss eines Wechselrichterschaltelements über ein erstes Schaltelement der Schutzschaltung mit der Treiberschaltung verbunden ist, wobei ein Ansteueranschluss des ersten Schaltelements mit einem Schaltungsknoten verbunden ist, welcher über einen Widerstand mit einem ersten Potential und über ein zweites Schaltelement mit einem zweiten Potential verbunden ist, wobei die Schutzschaltung eine Vergleichsein richtung umfasst, deren Eingang mit einer Betriebsspannung und einer Referenz spannung verbunden ist und deren Ausgang mit einem Ansteueranschluss des zwei ten Schaltelements verbunden ist, so dass bei Abweichen der Betriebsspannung von der Referenzspannung das zweite Schaltelement geschaltet und durch das dadurch an dem Schaltungsknoten anliegende Potential das erste Schaltelement geöffnet wird.

Die Verbindung von der Treiberschaltung mit dem Wechselrichter erfolgt derart, dass zumindest ein Ansteueranschluss eines der Wechselrichterschaltelemente über das erste Schaltelement mit der Treiberschaltung verbunden ist. Dadurch kann durch ein Öffnen des ersten Schaltelements eine Trennung der Treiberschaltung von dem An steueranschluss des Wechselrichterschaltelements erfolgen, so dass durch ein Öffnen des ersten Schaltelements bei Auftreten einer einen Fehlerfall darstellenden Abwei chung zwischen der Betriebsspannung und der Referenzspannung eine Unterbre chung der Verbindung zwischen der Treiberschaltung und der Wechselrichterschal tung erreicht wird. Dies vermeidet in dem Fehlerfall eine unerwünschte Ansteuerung des Wechselrichters bzw. der Wechselrichterschaltelemente durch die Treiberschal tung. Insbesondere wird ein sicherer Zustand des Wechselrichters und einer mit dem Wechselrichter verbunden elektrischen Maschine auch bei einem Defekt der Treiber schaltung und/oder einem Defekt eines mit der Treiberschaltung verbundenen Steu ergeräts erreicht.

Durch das Verwenden der Vergleichseinrichtung, welche eine Betriebsspannung mit einer Referenzspannung vergleicht und welche bei Abweichen der Betriebsspannung von der Referenzspannung, insbesondere bei Überschreiten der Referenzspannung durch die Betriebsspannung, das zweite Schaltelement schaltet, so dass durch das nach dem Schalten des zweiten Schaltelements an dem Schaltungsknoten anliegende Potential ein Öffnen des ersten Schaltelements bewirkt wird, wird vorteilhaft eine ein fach und insbesondere nur durch analoge Bauteile zu realisierende Schutzschaltung geschaffen. Auf eine Verwendung von komplexen Recheneinrichtungen zur Fehlerüberwachung und/oder von softwarebasierten Sicherheitsfunktionen kann somit vorteilhaft verzichtet werden.

Der Schaltungsknoten ist über einen Widerstand mit einem ersten Potential verbun den, wobei bei zum Beispiel bei geöffnetem zweiten Schaltelement, das heißt bei spielsweise in einem Zustand, in dem die Betriebsspannung zumindest im Wesentli chen der Referenzspannung entspricht oder diese zum Beispiel unterschreitet, auch am Schaltungsknoten das erste Potential anliegt. Dieses durch die Verbindung des Schaltungsknotens mit dem Ansteueranschluss des wenigstens einen ersten Schalt elements verbundene erste Potential bewirkt beispielsweise, dass in diesem Zustand das erste Schaltelement geschlossen ist, so dass die Verbindung zwischen der Trei berschaltung und dem wenigstens einen Ansteueranschluss wenigstens eines der Wechselrichterschaltelemente besteht und ein Betrieb aller Wechselrichterschaltele mente des Wechselrichters durch die Treiberschaltung möglich ist.

Bei Abweichen der Betriebsspannung von der Referenzspannung, insbesondere bei einem Überschreiten der Referenzspannung durch die Betriebsspannung, wird durch die Vergleichseinrichtung das zweite Schaltelement zum Beispiel leitfähig geschaltet, so dass eine Verbindung des Schaltungsknotens mit dem zweiten Potential erfolgt, welches aufgrund des zwischen dem ersten Potential und dem Schaltungsknoten ge schalteten Widerstands durch das Schließen des zweiten Schaltelements auch am Schaltungsknoten anliegt. Durch die Verbindung des Schaltungsknotens mit dem An steueranschluss des wenigstens einen ersten Schaltelements liegt das zweite Poten tial dann auch am Ansteueranschluss des ersten Schaltelements an, wobei das zweite Potential bewirkt, dass das erste Schaltelement geöffnet wird und eine Trennung we nigstens eines Ansteueranschlusses eines Wechselrichterschaltelements von der Treiberschaltung erfolgt. Dabei kann das erste Potential beispielsweise ein positives Potential und das zweite Potential ein Massepotential sein. Das erste Schaltelement kann als ein Transistor, insbesondere als ein normal sperrender n-Kanal- Feldeffekttransistor, ausgeführt sein. Die Vergleichseinrichtung kann insbesondere derart ausgeführt sein, dass bei Abweichen der Betriebsspannung von der Referenz spannung ein insbesondere positives Potential an ihrem Ausgang anliegt, so dass entsprechend ein Schalten eines beispielsweise ebenfalls als normal sperrender n- Kanal-Feldeffekttransistor ausgeführten zweiten Schaltelements möglich ist.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Schaltungsknoten mit einem An steueranschluss eines dritten Schaltelements verbunden ist, wobei das dritte Schalt element das erste Potential mit dem Ansteueranschluss des Wechselrichterschaltele ments verbindet. Der Ansteueranschluss des dritten Schaltelements ist dabei mit dem Schaltungsknoten verbunden und somit über den Widerstand mit dem ersten Potenti al. Die schaltbare Strecke des dritten Schaltelements, beispielsweise eine Drain- Source-Strecke, ist mit einem Anschluss insbesondere direkt mit dem ersten Potential und mit dem zweiten Anschluss mit dem Ansteueranschluss des Wechselrichters ver bunden. Die Verbindung zwischen dem dritten Schaltelement und dem Ansteueran schluss des wenigstens einen Wechselrichterschaltelements ist dabei derart, dass diese Verbindung nach einem Öffnen des ersten Schaltelements nicht unterbrochen wird, mithin ist also das dritte Schaltelement zwischen dem ersten Schaltelement und dem Ansteueranschluss des Wechselrichters mit dem Ansteueranschluss des Wech selrichters verbunden.

Durch das Vorsehen des dritten Schaltelements wird erreicht, dass bei einem Schal ten des zweiten Schaltelements durch ein Schließen des dritten Schaltelements eine Verbindung des ersten Potentials mit dem Ansteueranschluss des Wechselrichter schaltelements entsteht, wodurch ein definierter Schaltzustand des Wechselrichter schaltelements eingestellt werden kann. Dies erfolgt insbesondere unabhängig von der Treiberschaltung, welche in diesem Fall durch das Öffnen des ersten Schaltele ments nicht mehr mit dem Ansteueranschluss des Wechselrichterschaltelements ver bunden ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Anlegen des ersten Potentials an den Ansteueranschluss des Wechselrichterschalt elements ein Schließen des Wechselrichterschaltelements bewirkt. Somit kann bei ei nem festgestellten Abweichen der Betriebsspannung von der Referenzspannung ne ben einer Trennung wenigstens eines Ansteueranschlusses eines Wechselrichter schaltelements ein definierter Zustand des Wechselrichterschaltelements, nämlich ein leitfähiger Zustand, eingestellt werden. Dies ermöglicht insbesondere, dass bei einem mit einer elektrischen Maschine verbundenen Wechselrichter durch einen Weiterbe trieb der elektrischen Maschine induzierte Spannungen gezielt abgeleitet werden kön nen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wechsel richter mehrere Halbbrücken umfasst, wobei jede der Halbbrücken jeweils ein Wech selrichterschaltelement als einen Highside-Schalter und ein Wechselrichterschaltele ment als einen Lowside-Schalter umfasst, wobei die die Ansteueranschlüsse der Lowside-Schalter jeweils über ein erstes Schaltelement mit der Treiberschaltung ver bunden sind, wobei die Ansteueranschlüsse der ersten Schaltelemente mit dem Schaltungsknoten verbunden sind. Der Wechselrichter kann insbesondere ein drei phasiger Wechselrichter sein und drei Halbbrücken umfassen, wobei jede Halbbrücke einen Highside-Schalter und einen Lowside-Schalter umfasst. Durch das Verbinden aller drei Lowside-Schalter über jeweils ein erstes Schaltelement mit der Treiberschal tung wird es ermöglicht, die Treiberschaltung von allen drei Lowside-Schaltern bei Auftreten der Abweichung zwischen der Betriebsspannung und der Referenzspan nung zu trennen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein gegebenenfalls vorhandenes drittes Schaltelement mit den Anschlüssen mehrerer, insbesondere aller Lowside-Schalter verbunden ist, so dass nach dem Abtrennen der Lowside-Schalter von der Treiber schaltung über das dritte Schaltelement ein definierter Zustand der Lowside-Schalter, insbesondere ein geschlossener Zustand der Lowside-Schalter, eingestellt werden kann. Das Leitfähigschalten insbesondere aller Lowside-Schalter des Wechselrichters ermöglicht es, dass eine durch einen Weiterbetrieb einer mit dem Wechselrichter ver bundenen elektrischen Maschine erzeugte bzw. induzierte Spannung keine weitere Erhöhung der Betriebsspannung und somit keine Schäden an der elektrischen Schal tungsanordnung oder an weiteren, mit der elektrischen Schaltungsanordnung verbun denen Komponenten verursacht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vergleichseinrichtung ein Komparator ist. Durch den Komparator kann in sehr einfa- cher Weise ein Abweichen der Betriebsspannung von der Referenzspannung, insbe sondere ein Überschreiten der Referenzspannung durch die Betriebsspannung, ermit telt werden, wobei bei einem Überschreiten der Referenzspannung durch die Be triebsspannung am Ausgang des Komparators beispielsweise ein hohes Potential an liegt. In Normalbetriebszuständen, in denen die Betriebsspannung die Referenzspan nung nicht übersteigt, kann am Ausgang des Komparators ein niedriges Spannungs potential, beispielsweise ein Massepotential, anliegen. Auf diese Weise wird es er möglicht, dass über den Ausgang des Komparators das zweite Schaltelement ge schaltet werden kann, beispielsweise kann das zweite Schaltelement bei Abweichen der Betriebsspannung von der Referenzspannung leitfähig geschaltet werden. Weiter hin kann der Komparator als ein analoges Bauteil ausgeführt sein, so dass vorteilhaft eine Schutzfunktion ohne die Verwendung von Recheneinrichtungen und/oder von Software ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Ausgang der Vergleichseinrichtung mit einem Abschaltanschluss der Treiberschaltung verbunden ist. Der Abschaltan schluss der Treiberschaltung kann insbesondere derart ausgeführt sein, dass bei An legen des bei einer Abweichung der Betriebsspannung von der Referenzspannung am Ausgang der Vergleichseinrichtung anliegenden Potentials an den Abschaltanschluss eine Funktion der Treiberschaltung abgeschaltet wird, mithin also durch die Treiber schaltung keine Ansteuerung des Wechselrichters bzw. der Wechselrichterschaltele mente mehr erfolgt. Vorteilhaft ist der Ansteueranschluss derart ausgeführt, dass bei Anlegen eines hohen Potentials am Ausgang einer als Komparator ausgeführten Ver gleichseinrichtung, bzw. bei einem Überschreiten der Referenzspannung durch die Betriebsspannung, eine Aktivierung des Abschaltanschlusses und somit eine Deakti vierung bzw. eine Abschaltung der Treiberschaltung erfolgt.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Betriebsspannung eine mit einer Gleichspannungsseite des Wechselrichters verbundene Gleichspannung ist. Durch die Überwachung dieser Betriebsspannung mittels der Schutzschaltung wird erreicht, dass bei einer unerwünschten Erhöhung dieser Betriebsspannung, beispielsweise in folge eines aufgetretenen Fehlers oder Ähnlichem, keine Beschädigung der elektri schen Schaltungsanordnung erfolgt. Bei der Betriebsspannung kann es sich um eine Gleichspannung zwischen 12 V und 60 V, insbesondere um eine Gleichspannung von 48 V, handeln.

Für eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass sie eine elektrische Antriebsmaschine und eine erfindungsge mäße elektrische Schaltungsanordnung umfasst, wobei der Wechselrichter der elektrischen Schaltungsanordnung mit der elektrischen Antriebsmaschine verbunden ist. Die elektrische Antriebsmaschine kann dabei insbesondere derart ausgeführt sein, dass mit ihr ein Kraftfahrzeug zumindest zeitweise bewegt werden kann. Der Wech selrichter kann dazu beispielsweise mit einer Gleichstromquelle wie einer Batterie verbindbar oder verbunden sein, so dass durch den Wechselrichter aus der Batterie entnommener Gleichstrom zum Betrieb der elektrischen Antriebsmaschine entnom men werden kann.

Sämtliche vorangehend in Bezug zur elektrischen Schaltungsanordnung beschriebe nen Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gelten entsprechend für die erfin dungsgemäße Antriebsanordnung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnah me auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, und

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Schal tungsanordnung.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 1 zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Antriebsanordnung 1 umfasst ei ne elektrische Antriebsmaschine 2 und eine elektrische Schaltungsanordnung 3. Die elektrische Schaltungsanordnung 3 umfasst einen Wechselrichter 4, eine Treiber- schaltung 5 sowie eine Schutzschaltung 6. Dabei ist die Treiberschaltung 5 mit der Schutzschaltung 6 und dem Wechselrichter 4 verbunden.

Über die Treiberschaltung 5 kann der Wechselrichter 4 betrieben werden, so dass durch den Wechselrichter 4 beispielsweise ein von einer mit dem Wechselrichter 4 verbundenen Gleichspannungsquelle 7, beispielsweise einer Batterie, bereitgestellter Gleichstrom in einen Wechselstrom zum Betreiben der elektrischen Maschine 2 ge wandelt werden kann. Die Treiberschaltung 5 kann ihrerseits mit einem Steuergerät 8 verbunden sein, welches beispielsweise bei Betrieb des Antriebssystems 1 in einem Kraftfahrzeug einzustellende Betriebspunkte für die elektrische Antriebsmaschine 2 empfängt und diese, beispielsweise im Rahmen einer Regelung, durch eine entspre chende Ansteuerung der Treiberschaltung 5 und somit des Wechselrichters 4 um setzt. Der Aufbau der elektrischen Schaltungsanordnung 3 wird nachfolgend genauer erläutert.

In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Schal tungsanordnung 3 dargestellt. Ersichtlich umfasst der Wechselrichter 4 in diesem Aus führungsbeispiel sechs Wechselrichterschaltelemente 9, wobei drei der Wechsel richterschaltelemente 9 jeweils einen Highside-Schalter 10 und die anderen drei je weils einen Lowside-Schalter 11 jeweils einer von drei Halbbrücken 12 des Wechsel richters 4 bilden. Die Brückenpunkte der Halbbrücken 12 sind mit den Phasen U, V und W der elektrischen Maschine 2 verbunden oder verbindbar. Der Wechselrichter 4 wird von einer Gleichspannung UDC betrieben, welche beispielsweise wie in Figur 1 gezeigt von der Gleichstromquelle 7 bereitgestellt werden kann.

Die Wechselrichterschaltelemente 9, welche beispielsweise als Bipolartransistoren mit isolierendem Gate (IGBTs) oder als Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) ausgebildet sind, umfassen jeweils einen zum Beispiel als Gate- Anschluss ausgeführten Ansteueranschluss 13 bzw. 14. Die Ansteueranschlüsse 13 der Highside-Transistoren 10 sind direkt mit der Treiberschaltung 5 verbunden, wo hingegen die Ansteueranschlüsse 14 der Lowside-Transistoren 11 jeweils über ein erstes Schaltelement 15 der Schutzschaltung 6 mit der Treiberschaltung 5 verbunden sind. Die Ansteueranschlüsse 16 der ersten Schaltelemente 15 sind mit einem Schal tungsknoten 17 verbunden.

Die Schutzschaltung 6 umfasst weiterhin eine Vergleichseinrichtung 18, welche als ein analoger Komparator ausgeführt ist. Ein erster eingangsseitiger Anschluss 19 des Komparators ist mit der Betriebsspannung UDC verbunden, wobei ein zweiter ein gangsseitiger Anschluss 20 des Komparators mit einer Referenzspannung UREF ver bunden ist. Der Komparator ist weiterhin mit einem Spannungspotential VK und mit Masse (GND) verbunden. Wenn die Betriebsspannung UDC kleiner als die Referenz spannung UREF ist, liegt am Ausgang des Komparators das niedrige Potential, im vor liegenden Ausführungsbeispiel das Massepotential, an. Entsprechend liegt am Aus gang 21 des Komparators das Potential VK an, wenn die Betriebsspannung UDC grö ßer als die Referenzspannung UREF ist. Der Ausgang 21 des Komparators ist mit ei nem Ansteueranschluss 22 eines zweiten Schaltelements 23 verbunden.

Der Schaltungsknoten 17 ist über einen Widerstand 24 mit einem ersten Potential Vi verbunden und über das zweite Schaltelement 23, bzw. über die schaltbare Drain- Source-Strecke des zweiten Schaltelements 23, mit einem zweiten Potential V2, wel ches im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Massepotential ist, verbunden. Weiter hin ist der Schaltungsknoten 17 mit einem Ansteueranschluss 25 eines dritten Schalt elements 26 verbunden.

Der Ausgang 21 des Komparators 18 ist mit einem Abschaltanschluss 27 der Treiber schaltung 5 verbunden. Wenn die Betriebsspannung UDC kleiner ist als die Referenz spannung UREF liegt am Ausgang 21 des Komparators 18 das Massepotential an und das zweite Schaltelement 23 ist sperrend geschaltet. Dadurch liegt am Schaltungs knoten 17 das erste Potential V1 an, welches ebenfalls an den Ansteueranschlüssen 16 der ersten Schaltelemente 15 anliegt und bewirkt, dass die ersten Schaltelemente 15 jeweils geschlossen bzw. leitfähig geschaltet sind. In diesem Zustand kann eine Ansteuerung der Wechselrichterschaltelemente 9 durch die Treiberschaltung 5 erfol gen. ln dem Fall, in dem die Betriebsspannung UDC die Referenzspannung UREF über schreitet, liegt am Ausgang 21 des Komparators 18 das Potential VK an. Dieses liegt durch die Verbindung mit dem Abschaltanschluss 27 der Treiberschaltung 5 ebenfalls an dem Abschaltanschluss 27 der Treiberschaltung 5 an und bewirkt, dass die Trei berschaltung 5 abgeschaltet wird bzw. dass durch die Treiberschaltung 5 keine An steuerung der Wechselrichterschaltelemente 9 des Wechselrichters 4 erfolgt.

Weiterhin bewirkt das am Ansteueranschluss 22 des zweiten Schaltelements 23 an liegende Potential VK, dass das zweite Schaltelement 23 leitfähig geschaltet wird, so dass am Schaltungsknoten 17 das Potential V2, vorliegend ein Massepotential, an liegt. Das Potential V2 liegt aufgrund der Verbindung des Schaltungsknotens 17 mit den Ansteueranschlüssen 16 der ersten Schaltelemente 15 ebenfalls an den ersten Ansteueranschlüssen 16 an und bewirkt, dass die ersten Schaltelemente 15 geöffnet bzw. sperrend geschaltet werden. Weiterhin bewirkt das am Schaltungsknoten 17 an liegende Potential V2, dass das dritte Schaltelement 26 leitfähig geschaltet wird, so dass das erste Potential V1 an den Ansteueranschlüssen 14 der Lowside-Schalter 11 des Wechselrichters 4 anliegt. Das Potential V1 bewirkt dabei, dass die Lowside- Schalter 11 jeweils leitfähig geschaltet werden, so dass ein beispielsweise an den Phasen U, V, W angeschlossene elektrischer Antriebsmotor keine weitere Erhöhung der Betriebsspannung UDC, beispielsweise durch Induktion oder Ähnliches, erzeugen kann.

Das Potential V1 ist ein positives Potential, welches größer als das Potential V2 bzw. größer als das Massepotential ist. Auch das Potential VK ist ein positives Potential, welches insbesondere dem Potential V1 entsprechen kann. Die ersten Schaltelemente 15 sowie das zweite Schaltelement 23 sind als normal sperrende n-Kanal- Feldeffekttransistoren ausgebildet. Das dritte Schaltelement 26 ist als ein normal sper render p-Kanal-Feldeffekttransistor ausgeführt, so dass er leitfähig geschaltet wird, wenn das Potential V2 bzw. das Massepotential an dem Ansteueranschluss 25 anliegt. Es ist auch möglich, dass Potentiale V1, V2 und/oder VK mit anderen Polaritäten ver wendet werden bzw. dass statt der jeweils dargestellten massepotential von einem Massepotential verschiedene Potentiale verwendet werden. Dabei können entspre chend auch andere Typen von Schaltelementen für die ersten Schaltelemente 15, das zweite Schaltelement 23 und das dritte Schaltelement 25 verwendet werden, welche entsprechend auch bei anderen Potentialen die vorangehend beschriebenen Funktio nen erfüllen. Um unerwünschte Rückkopplungen zu vermeiden, ist zwischen dem Schaltungskno ten 17 und den Ansteueranschlüssen 16 der ersten Schaltelemente 15 eine Diode 28 geschaltet. Entsprechend sind zwischen den Ansteueranschlüssen 14 und dem zwei ten Schaltelement 26 jeweils eine Diode 29 angeordnet. Die Dioden 28 und 29 können beispielsweise als Schottky-Dioden ausgeführt sein. Die ersten Schaltelemente 15, das zweite Schaltelement 23 sowie das dritte Schaltelement 26 umfassen weiterhin jeweils eine Freilaufdiode. Bei der Betriebsspannung UDC handelt es sich insbesonde re um eine Gleichspannung mit einer Spannung zwischen 12 V und 60 V, insbesonde re um eine Spannung von 48 V, welche entsprechned auch an einer Gleichstromseite des Wechselrichters 4 anliegt. Die Betriebsspannung UDC und die Referenzspannung Uref können jeweils direkt oder über jeweils einen aus zwei Widerständen gebildeten Spannungsteiler 30 bzw. 31 an den Anschlüssen 19 bzw. 20 der Vergleichseinrich tung anliegen.

Bezuqszeichenliste Antriebsanordnung Antriebsmaschine elektrische Schaltungsanordnung Wechselrichter Treiberschaltung Schutzschaltung Gleichspannungsquelle Steuergerät Wechselrichterschaltelement Highside-Schalter Lowside-Schalter Halbbrücke Ansteueranschluss Ansteueranschluss erstes Schaltelement Ansteueranschluss Schaltungsknoten Komparator erster Eingang zweiter Eingang Ausgang Ansteueranschluss zweites Schaltelement Widerstand Ansteueranschluss drittes Schaltelement Abschaltanschluss Diode Diode Spannungsteiler Spannungsteiler V1 erstes Potential V2 zweites Potential UDC Betriebsspannung UREF Referenzspannung U, V, W Phase