用于保护与安全相关的电子电路免于故障的保护装置的制作方法

专利名称：用于保护与安全相关的电子电路免于故障的保护装置的制作方法
用于保护与安全相关的电子电路免于故障的保护装置
背景技术：
下文描述了用于保护与安全相关的电子电路免于故障的保护装置。所述装置基于 自监测原理并便于连续监控重要工作参数，例如电子电路中电压，因此能够在早期探测即 将发生的故障。通过使用用于早期探测印制电路板上迹线之间短路的保护元件，防止了这种短路 的严重影响，其中所述保护元件被直接施加于印制电路板上。例如由渗入电路壳体的湿气引起的短路，导致电控部件的意外激活。由于机动车 电子化的增加使得这个问题更加频繁地变得明显。一个示例为电子停车制动，其中相关控 制电子器件被布置在致动器内或致动器上。现有技术印制电路板或多层电路板(其包括若干层的印制电路板)被用于多种电子器件。 印制电路板为由具有附着有导电连接件的绝缘材料制成的支撑体。印制电路板被用于电子 电路部件和部分的机械固定和电连接。集成电路可被直接设置在印制电路板上或印制电路 板内。在多层电路板中，这种印制电路板彼此电地和/或机械地连接。这种印制电路板上或者多层电路板中的短路可导致故障。发现具有相应工作电势的电压控制部分对短路具有高灵敏度。例如，如果在地面 车辆中用于控制地面电子停车制动(EPB Electronic ParkingBrake)的电路中出现具有 对应于EPB的电势的工作电势的短路，则EPB被意外激活。如果在停车模式下松开刹车或 在驾驶车辆时施用刹车，则对于安全性而言这是特别严重的。探测印制电路板上的短路的一种已知方法为对于具有电源电压电势的区域在印 制电路板上安装有源保护电路。有源保护电路包括电子评估单元，该电子评估单元监测例 如电压、电流和温度的参数。根据电子评估单元的测量，布置在印制电路板上的电路部件、 部分和组随后被带入安全状态。这可防止由短路电流引起的下游组件的故障或意外激活， 或毁坏，该短路电流通常明显高于工作电流。DE 198M914A1描述了用于探测受控电源开关的负载电路中的故障(尤其是短 路)的方法和电路结构。开始调节受控电源开关中负载电流限制被用作针对短路的措施。然而，如果多个短路并行发生，则这里描述的保护设备无法提供充分的保护。目的根据这个问题，详细说明了一种简单且实施成本低的保护布置。技术方案权利要求1中详述的保护电路可被用作此问题的解决方案。所述保护电路被布置 在印制电路板上，在该印制电路板上布置了至少一根电源电压迹线、至少一个半导体开关 和至少一个控制部件。所述半导体开关和控制部件各具有至少一个端子，其中控制部件的 第一端子和半导体开关的第一端子电连接。第一导体回路被布置在印制电路板上，使得该 第一导体回路在电源电压迹线与半导体开关和/或控制部件之间围绕导电连接件。所述第 一导体回路连接到至少一个电子评估单元，所述电子评估单元被设计用于监测施加于第一导体回路的电压电势，或者用于测量第一导体回路中的电流。电子评估单元可被制造为分立探测电路，或者甚至被制造为微处理器或专用集成 电路(ASIC :Application-Specific Integrated Circuit)。与电子评估单元相关联的第一导体回路用于探测印制电路板上的电源电压迹线 和其它迹线之间可能的短路，例如由于液体或异物而发生的短路。第一导体回路具有不超过电源电压电势的预定电压电势、或地电势。短路电势明显高于电源电压电势。如果第一导体回路所围绕的连接电缆具有短路 电势，则所述连接电缆将短路电势转移到第一导体回路。电子评估单元测量第一导体回路 上电势的显著增长并因此探测到短路。如果探测到表示一处或多处发生短路的错误电压或故障电流，则可将相应的出错 消息发送给用户，并且印制电路板上的电路可进入安全状态。第一导体回路围绕的电路可 例如长期失效。为达到此目的，可使用各种方法或它们的组合。可以在印制电路板上对于安全至关重要的导电路径上设置保护元件和/或迹线 变窄。在短路的情况下，这确保了界定印制电路板上具有短路电势的区域。可被布置在印制电路板上的半导体开关，例如处理器或专用集成电路(ASIC)，具 有在短路情况下以受控方式被毁坏的集成半导体结构。在短路的情况下，这也确保了界定 印制电路板上具有短路电势的区域。在可以被包括在印制电路板中的处理器中，在短路的情况下，处理器中包括的闪 存单元被写入。这同样也会导致受短路影响的电路部分、部件或组失效。所要求保护的保护电路包括第二导体回路，所述第二导体回路被布置在印制电路 板上，使得第二导体回路将控制部件的第一端子和半导体开关的第一端子之间的导电连接 件与半导体开关、电源电压迹线隔开，并且至少与控制部件中的同样连接到电源电压迹线 的那些区域隔开。所述第二导体回路不受电子评估单元监测。所述第二导体回路处于预定的电势，所述预定的电势被选择为使得在所围绕的 电路发生一处或多处短路的情况下导致非临界状态。所述第二导体回路可以是自由电势 (potential-free)0半导体开关的第一端子完全被第二导体回路围绕。这确保了在被第二导体回路所 围绕的电路发生一处或多处短路的情况下，通过第二导体回路将半导体开关的第一端子上 呈示的高的短路电势降低限定量。这是由于以下原因而发生的，即，第二导体回路的电阻使 得一旦超过半导体开关的第一端子上的限定阈值则其使得电力从半导体开关的第一端子 撤出，并使在半导体开关上呈现的电势降低限定量。这提供了针对半导体开关激活中的损坏的无源保护，从而防止连接在半导体开关 下游的部件的意外激活。这种下游部件可以是例如地面车辆中的电子停车制动。所述下游部件的限定工作电势明显低于短路电势。因此两个导体回路允许对下游 部件的控制并且不会明显地降低控制电势或报告短路。这种导体回路优选地被布置在具有电源电压电势的区域周围和/或关键电路部 分、部件或组周围。
半导体开关和控制部件各具有第二端子。半导体开关的第二端子和控制部件的第 二端子电连接到电源电压迹线。第一导体回路在电源电压迹线与半导体开关和/或控制部 件之间围绕该导电连接件。所述控制部件的第二端子被布置在控制部件上，使得控制部件 的第二端子与电源电压迹线的距离尽可能的小。此外，控制部件具有第三端子和第四端子。控制部件的第三端子和第四端子具有 地电势。控制部件的第一端子被布置在控制部件的第三端子和第四端子之间。第二导体回路的起点电连接到控制部件的第三端子。第二导体回路的终点电连接 到控制部件的第四端子。第二导体回路的这种布置意味着其被布置为闭合的第二导体回路。第二导体回路 将控制部件的第一端子和半导体开关的第一端子之间的导电连接件与半导体开关隔开，以 及至少与控制部件中的连接到电源电压迹线的那些区域隔开。此外，至少一个半导体开关的阈值电压被选择为处于足够高的电平，使得在半导 体开关的两根馈线之间发生短路的情况下，施加到下游部件的电压不足以操作和/或毁坏 该部件。另外，对于下游部件的工作电压范围有益的是容差尽可能的小。如果第一导体回路和第二导体回路至少部分是暴露的并且未被阻焊漆或其它绝 缘材料覆盖，也是有利的。在一个特定的实施方式中，半导体开关为晶体管且半导体开关的第一端子为栅极 端子。在本实施方式中，电子连接件中的至少一个二极管被布置在控制部件的第一端子 和晶体管的栅极端子之间，和/或在晶体管内设置有至少一个分压器。这导致晶体管的阈 值电压增加到足够的电平，并因此降低短路的影响。至少一个二极管和至少一个分压器可以集成在晶体管中，以使外界干扰的影响最 小。晶体管的所选阈值电压越高，则在短路情况下施加于下游电动机的电压就越低。 施加于电动机的该电压低于电动机的工作电压。晶体管具有为源极端子的第三端子。在所述的实施方式中，晶体管的栅极端子和控制部件的第一端子电连接。此外，晶 体管的源极端子电连接到该导电连接件。晶体管的源极端子与位于晶体管的栅极端子和控制部件的第一端子之间的导电 连接件之间的导电连接件包括至少一个放电电阻器。放电电阻器或者处于非临界电势的电源的引入，导致无动力(power-free)电压 控制转变为有动力的控制(power control)，所述放电电阻器或者处于临界电势的电源可 同样地包括在导电连接件中。晶体管的栅极端子和控制部件的第一端子之间的导电连接件可以同样包括至少 一个放电电阻器。在一个替代实施方式中，在印制电路板上包括至少两个晶体管。在两个导电连接 件之间设置有导电耦合器，所述两个导电连接件各形成于晶体管的栅极端子和控制部件的端子之间。该导电耦合器包括至少一个耦合电阻器。至少一个导电耦合器确保了如果至少两个晶体管中的一个被错误地激活，则其它 晶体管也会被自动激活。这降低了电路中的电压差，该电压差是短路的临界效应的度量。

耦合电阻器被选择为使得当施加于耦合电阻器的电压明显高于工作电压时，电流 只流过该耦合器。因此，如果未出现故障，则只有被有意激的晶体管被激活。只有在发生短 路的情况下，两个晶体管才都被激活。在此替代实施方式中，第二导体回路完全围绕形成于晶体管的栅极端子和控制部 件的端子之间的导电连接件，从而完全封闭两个栅极端子。在示例性实施方式中，第二导体回路的功能和效果类似于只围绕一个栅极端子的 第二导体回路的功能和效果。此外，在多层电路板的两个印制电路板之间限定了无源保护表面，所述多层电路 板包括至少两个印制电路板。之前所述的保护电路被布置在所包含的各个印制电路板上。 此外，电路部分、部件或组被布置在每个印制电路板上；例如，针对本文开始描述的印制电 路板已经提及的那些。至少两个印制电路板中的第一印制电路板被布置在第二印制电路板上方，并且第 一印制电路板和第二印制电路板彼此机械地和/或电地连接。无源保护表面包括被布置在第一印制电路板和第二印制电路板之间的导体表面。 该导体表面围绕第一印制电路板和第二印制电路板之间的导电连接件。导体表面处于预定的电势。所述导体表面可具有地电势。所述导体表面不受电子评估单元监测。所述导体表面被布置为使得，在被包括在多层电路板中的一个印制电路板上发生 短路的情况下，多层电路板中所包括的两个印制电路板都进入非临界状态。在两个印制电路板中的一个上发生一处或多处短路的情况下，导体表面使两个印 制电路板彼此几乎完全隔开，使得故障印制电路板上的高短路电势不会穿越到无故障印制 电路板，但被导体表面降低了限定量。这是由于以下原因而发生的，即，导体表面的电阻使 得一旦第一印制电路板和第二印制电路板之间的连接件的限定的极限电势被超过，导体表 面就会吸收电力，因此使所述连接件的短路电势降低限定量。本文针对故障印制电路板的短路电势对无故障印制电路板的损坏提供了无源保 护。此外，电子系统被限定为用于操作车辆的机电停车制动系统，所述电子系统包括 至少一个如上所述的保护电路。电子系统可具有用于捕获驾驶员的意愿的至少一个输入单元。控制单元可估计所 述驾驶员的意愿。控制单元可控制至少一个定位单元，以开动至少一个制动。该定位单元 可包括至少两个控制部件。第一控制部件可被分配给输入单元并且至少一个第二控制部件 可被分配给至少一个定位单元。第一控制部件和至少一个第二控制部件彼此可以是主从关系，并且被分配给至少 一个定位单元的至少一个第二控制部件可包括用于控制定位单元所需的受控制的电源开 关，例如晶体管。被分配给输入单元的第一控制部件，可评估驾驶员的意愿并限定至少一个定位单元的对应激活(例如施用或释放)。第一控制部件可被本地地设置在输入单元的区域内。控制部件可通过至少一个总线系统互相通信。同样，它们可以通过冗余设计的通 信系统互相通信。被分配给定位单元的第二控制部件可与一个或多个其它系统单元通信。这使得附 加系统单元被分配给自动变速系统(transmission system)。被分配给自动变速系统的附 加系统单元使停车制动系统自动锁定在分配给“停车”状态的变速设置中方便。上述保护电路可包括在至少一个控制部件中。此外，至少一个第二控制部件可集成在至少一个定位单元中，并包括至少一个保 护电路。此外，限定了用于操作车辆的机电停车制动系统的电子系统，所述电子系统包括 至少一个如上限定的保护表面。所述至少一个保护表面可包括在至少一个控制部件中。此外，所述至少一个第二控制部件可集成到至少一个定位单元中，并包括至少一 个保护表面。


图1示出了包括根据权利要求1所述的保护电路的部分印制电路板；图2示出了电路图，其中电动机由晶体管控制并且在晶体管的栅极线和漏极线之 间出现了不希望的短路；图3示出了图1和图2的晶体管的有利实施方式的电路图；图4示出了图1和图2的晶体管的替代性的、有利实施方式的电路图；图5示出了图1中的部分的替代性布置；图6示出了用于控制电动机的四个晶体管的H桥电路；图7示出了用于操作车辆的机电停车制动系统的电子系统，所述电子系统包括图 1的保护电路。
具体实施例方式下文所述的晶体管特别地为η沟道高侧场效应晶体管。由于场效应晶体管的巨大 输入电阻，因此允许通过电压对电流进行无动力的控制(power-free control)。因此，被下 文所述的晶体管中的一个晶体管控制的部件的控制通常为无动力的。然而，可以用提出的 保护布置保护其它半导体开关。图1示出了其上布置有无源保护电路的部分印制电路板。该保护电路包括两个导 体回路10、12。两个导体回路10、12均具有地电势。在该部分印制电路板上还设置有一部分电源电压迹线14、两个晶体管16、18和驱 动模块20。驱动模块20的八个端子与下文所述的实施方式相关；所述八个端子为电源电压 端子22，第一导体回路10的两个导体回路端子23、24，第二导体回路12的三个接地端子 26、32、33以及具有电源电压电势的两个连接端子28、30。 电源电压端子22电连接到电源电压迹线14。
第一导体回路10通过导体回路端子23连接到驱动模块20。在驱动模块20中，第 一导体回路10的一部分IOa形成导体回路端子23和导体回路端子M之间的连接。第一 导体回路10通过导体回路端子M离开驱动模块20。在第一导体回路10通过导体回路端子23进入驱动模块20之前并且在第一导体 回路10通过导体回路端子M离开驱动模块20之后，该第一导体回路10在紧靠电源电压 迹线14预定距离处延伸。两个晶体管16、18各具有三个端子，该三个端子为栅极端子34、40，源极端子36、 42以及漏极端子38、44。它们被布置在图1所示的部分印制电路板上，以使得源极端子36、 42和漏极端子38、44各电连接到电源电压迹线14的那部分(连接未示出)。为实现此目的，第一晶体管16的在图1中的右手部分被布置在电源电压迹线14 的一部分上。晶体管16的在图1中的左手部分以外部可见的方式具有栅极端子34、源极端 子36和漏极端子38、以及在驱动模块20的方向上远离电源电压迹线的点。第二晶体管18在图1中被示为位于第一晶体管16下方，并且第二晶体管18被构 建并被布置成离第一晶体管16 —定距离处并与第一晶体管16类似。驱动模块20的连接端子观电连接到第一晶体管16的栅极端子34。这种导电连 接件46包括充任放电电阻器的电阻器48。电阻器48确保了第一晶体管16的有动力控制 (powered control)0与此类似，驱动模块20的连接端子30电连接到第二晶体管18的栅极端子40。这 种导电连接件50同样也包括充任放电电阻器的电阻器52，并且电阻器52确保了第二晶体 管18的有动力控制。此外，第一晶体管16的源极端子36电连接到导电连接件46。连接件M也包括充 任放电电阻器的电阻器56。第二晶体管18的源极端子42同样也电连接到导电连接件50。连接件58也包括 充任放电电阻器的电阻器60。在距离电源电压迹线14预定距离处延伸的第一导体回路10围绕两个晶体管16、 18的栅极端子34、36、源极端子38、40、和漏极端子42、44每个。此外，在驱动模块20内部延伸的第一导体回路10的一部分IOa的局部，围绕驱动 模块20到电源电压迹线14的导电连接件(未示出)。电源电压迹线14通过电源电压端子 22进入驱动模块20并且，在本实施方式中，将电源电压提供给连接端子观、30。必需确保第一导体回路10围绕电源电压馈送给印制电路板上的电路部分、部件 或组所经过的所有的电连接电缆。电子评估单元(未示出)连接到该第一导体回路10。该电子评估单元被用于监测 第一导体回路10上的电压电势。第一导体回路10具有预定电压电势，该预定电压电势优选地不超过电源电压电 势。该第一导体回路10可以具有地电势。此外，该第一导体回路10具有预定限制电势。预定限制电势明显高于电源电压电势，并且当电源电压迹线14发生短路时会超 过该预定限制电势。如果电源电压馈送给印制电路板上的电路部分、部件或组所经过的并且被第一导 体回路10所围绕的电连接电缆上出现的电势超过该限制电势，则电子评估单元可探测到此事件。基于该探测，印制电路板上的电路进入安全状态。例如，由于印制电路板上受短路 影响的区域永久失活，导致这发生。 除第一导体回路10之外，在图1示出的一部分印制电路板上还设置有第二导体回 路12。该第二导体回路12通过接地端子33连接到驱动模块20。第二导体回路12中在驱 动模块20内部延伸的部分1 分支并形成到驱动模块20的接地端子沈和32各个的连接。
第二导体回路12通过接地端子沈离开驱动模块20，并通过接地端子32再次进入 驱动模块20。在第二导体回路12中位于驱动模块20外部、在接地端子沈、32之间的部分中，第 二导体回路12围绕第一晶体管16的栅极端子34和第二晶体管18的栅极端子40。在图1所示的一部分印制电路板上，第二导体回路12的这种路线使得两个导电连 接件46、50与两个晶体管16、18、电源电压迹线14和驱动模块20中的也与电源电压迹线 14连接的区域隔开(sreen)。在本实施方式中，第二导体回路12具有地电势。该第二导体回路12也可以具有 不超出电源电压电势的预定电压电势。此外，第一导体回路12具有预定限制电势。该第一 导体回路12的电阻使得只有在施加明显高于工作电压的电压之后电流才流入该第一导体 回路12。预定限制电势明显高于电源电压电势。如果电连接电缆46、50之间发生短路，则 超过该限制电势。在这种情况下，围绕栅极端子34、40的第二导体回路12吸收(withdraw)该电流 并因此使电势降低限定量。图2示出了电路图，其中电动机100受晶体管116控制，并且其中在晶体管116的 漏极线106和栅极线108之间出现短路102。电压源(未示出)将工作电压UB104提供给图2所示的电路。晶体管116具有可调节的或产品限定的阈值电压UTh110。由于短路102，使得施加于电动机100的电压仏112等于晶体管116的工作电压 Ub 104和阈值电压UTh110之间的差。晶体管116的阈值电压UThl 10越高，施加于电动机100的电压仏112就越低。晶体管116的阈值电压UTh太高使得在短路102的情况下施加于电动机100的电 压Um112足够低于电动机100的工作电压Ubo这防止了电动机100的意外激活。图3示出了图1和图2中包括的晶体管的优选实施方式的电路图。图3所示的晶体管216具有在其栅极线218中串联(以正向)的一个或多个二极 管220。这些二极管220通过引起栅极线218中限定的降压，使得晶体管216的阈值电压增 加。被包括在栅极线218内的二极管220越多，晶体管116的阈值电压就越高。为了使外界干扰的影响最小，这些二极管220被集成到晶体管壳体222中。图4示出了图1和图2中包含的晶体管的替代性的、有利实施方式的电路图。图4所示的晶体管316包括分压器。分压器由布置在晶体管316的栅极线318和漏极线3 之间的电阻3 形成。由于这种结构，使得晶体管316的一部分输出电压通过电阻3 被添加至晶体管316的输入电压。因为示出的电路为反相放大器，所以分压器可降低晶体管316的输入电压。为了使外界干扰的影响最小，该分压器结构也被集成到晶体管壳体322中。图5示出了图1的一部分的替代性布置，仅示出了两个导体回路10、12的第二个。图5中的布置除了极少数不同之外与图1示出的布置是相同的。图5中缺少电源电压迹线和第一导体回路。只有驱动模块420的两个接地端子 426,432以及两个连接端子428、430与下述的实施方式相关。这些对应于图1的接地端子 26,32以及连接端子沘、30。如图1中，第二导体回路412具有在驱动模块420中延伸的部分412a。然而，该部 分41 只在驱动模块420内部的两个端子似6和432之间形成一个导电连接件。同样在图5中，第二导体回路412具有不超过电源电压电势的预定电压电势。该 第二导体回路412可以具有地电势。此外，该第二导体回路412具有预定限制电势。在晶体管16、18和驱动模块420的连接端子似8、230之间的导电连接件46、50与 参照图1所描述的类似。唯一的不同是通过导电连接件46、50之间的耦合器400形成的。 耦合器400是通过直接位于连接端子428、230之后并在放电电阻器48、52之前、在两个导 电连接件46和50之间的导电连接件形成的。该导电连接件包括耦合电阻器402。选择该耦合器400的耦合电阻器402以使得，在意外激活的情况下，即如果发生短 路时，两个晶体管16、18都被激活。这降低了电路中的电压差，该电压差是短路的临界效应 的度量。然而，在两个晶体管16和18中，如果未出现短路，则只有一个晶体管被有意激活。在图5所示的布置中，第二导体回路412具有与针对图1中的布置已描述的相同 的功能。图6示出了用于控制电动机的四个晶体管516、518、616、618的H桥电路。在H桥电路中，第一晶体管516的源极端子536与第二晶体管518的漏极端子544 电连接。第三晶体管616的源极端子636也与第四晶体管618的漏极端子622电连接。在这两个连接件之间形成了另外的导电连接件550。这在一个部分内形成了电动 机的线圈阳5的绕组。晶体管516可对应于图1的晶体管16，并且晶体管518可对应于图1的晶体管18。 因此，图1的实施方式是H桥电路的一半。如参照图3和图4所述的，四个晶体管516、518、616、618在它们的栅极线560、 565,570,575中具有一个或多个二极管(以正向)或者分压器(这里未示出)。电动机可以通过四个晶体管516、518、616、618在两个方向上旋转工作。如果工作电压被施加于第一晶体管516的栅极线560和第四晶体管618的栅极线 575，则直流电流在导电连接件550中流动。直流电流流过电动机的线圈555的绕组。因此， 电动机在第一方向工作。如果工作电压被施加于第二晶体管518的栅极线565和第三晶体管616的栅极线 570，则电流以相反方向在导电连接件550中流动。该电以相反的方向流过发送机的线圈 555的绕组。因此，电动机在与第一方向相反的第二方向工作。为了保护电动机使其在短路情况下不被意外激活，第一耦合器(未示出)被设置在如图5所示的第一晶体管516的栅极线560和第二晶体管518的栅极线565之间。该第 一耦合器包括如图5所示的耦合电阻器。同样，第二耦合器(未示出)被设置在第三晶体管616的栅极线570和第四晶体 管618的栅极线575之间。同样，该第二耦合器也包括耦合电阻器。被选择用于两个耦合器各个的耦合电阻器足够大，使得只要不发生短路，晶体管 516、518、616、618各个可以被特定地控制。因此，只要施用低于或等于工作电压的电压，该 耦合电阻器就会保持阻塞状态。短路电势明显高于工作电势。因此，在第一晶体管516的栅极线560和漏极线之 间发生短路的情况下，第一晶体管516和第二晶体管518被第一耦合器控制。如果第二晶 体管518的栅极线570和漏极线之间发生短路，则施用相同的方法。在第三晶体管616的 栅极线565和漏极线之间发生短路的情况下，第三晶体管616和第四晶体管618被第二耦 合器控制。如果第四晶体管618的栅极线575和漏极线之间发生短路，则施用相同的方法。第一晶体管和第二晶体管，以及第三晶体管和第四晶体管的这种双重控制，降低 了 H桥电路中的电势差，并因此防止电动机的激活。图7示出了用于操作车辆的机电停车制动系统的电子系统，该电子系统包括参照 图1所述的保护电路。电子控制部件721被集成到系统单元710中，该系统单元710在这种情况下被设 计成用于捕获驾驶员启动停车制动系统的意愿的输入单元。该电子控制部件721包括，如所谓的“主设备”的中央计算机单元，该中央计算机 单元评估驾驶员的意愿并确定停车制动系统的激活。为实现此目的，电子控制部件721通 过使用例如CAN总线或LIN总线的通信系统740交换数据，与被命名为“从设备”的其它电 子控制部件722和723相互作用。这些电子控制部件722、723被集成到被分配给车辆的刹 车的定位单元731、732中。因为集成有电子控制部件722、723，所以定位单元731、732就是 所谓的“智能”致动器。按照图1的保护电路(未示出)被包括在定位单元731、732的电子控制部件722、 723 中。在一个变型中，按照图1的保护电路(未示出)同样地被包括在电子控制部件721中。
权利要求
1.一种布置在印制电路板上的保护电路(10，12)，所述印制电路板具有-在所述印制电路板上的至少一根电源电压迹线(14)；-在所述印制电路板上具有至少一个端子(34)的至少一个半导体开关(16)，以及-在所述印制电路板上具有至少一个端子08)的至少一个控制部件(20)，所述控制部 件00)的第一端子08)与所述半导体开关(16)的第一端子(34)电连接，并且所述保护电路(10，12)的特征在于-第一导体回路(10)，所述第一导体回路(10)被布置在所述印制电路板上、使得所述 第一导体回路(10)在所述电源电压迹线(14)与所述半导体开关(16)和/或所述控制部 件00)之间围绕导电连接件G6)；以及-第二导体回路(12)，所述第二导体回路(1 被布置在所述印制电路板上，使得所述 第二导体回路(1 将所述控制部件OO)的所述第一端子08)和所述半导体开关(16)的 所述第一端子(34)之间的所述导电连接件(46)，与所述半导体开关(16)隔开，以及至少与 所述控制部件OO)中的也连接到所述电源电压迹线(14)的那些区域隔开。
2.根据权利要求1所述的保护电路，其中，-所述至少一个半导体开关(16)控制下游部件(100)，并且其中，-如果短路触发了所述下游部件(100)的激活，则施加于所述下游部件(100)的电压 Um(112)至少由所述至少一个半导体开关(16)的阈值电压以及施加于所述电源电压迹 线(14)和地电势之间的工作电压Ub(104)确定，并且其中，-选择所述至少一个半导体开关(16)的所述阈值电SUTh(110)，使得如果所述短 路(102)触发了所述下游部件(100)的激活，则施加于所述下游部件(100)的所述电压 Um(112)不足以操作和/或毁坏所述部件(100)。
3.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述半导体开关(16)和所述控制部件00) 各具有第二端子(22)，并且所述半导体开关(16)的所述第二端子和所述控制部件00)的 所述第二端子0 电连接到所述电源电压迹线。
4.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述控制部件00)具有第三和第四端子 06，32)，并且所述控制部件OO)的所述第三和第四端子(沈，3幻具有地电势。
5.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述控制部件OO)具有第三和第四端子 06，32)，并且所述控制部件OO)的所述第一端子(28)被布置在所述控制部件OO)的所述第三和第四端子(沈，3幻之间。
6.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述控制部件OO)具有第三和第四端子 06，32)，并且所述第二导体回路(1 的起点电连接到所述控制部件OO)的所述第三端 子( )，并且所述第二导体回路(1 的终点电连接到所述控制部件OO)的所述第四端子 (32)。
7.根据权利要求6所述的保护电路，其中，所述第二导体回路(12)由于所述导体回路 (12)连接到所述控制部件OO)的所述第三和第四端子(沈，3幻而是闭合的第二导体回路 (12)。
8.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述第一导体回路和第二导体回路(10，12) 是至少部分裸露的。
9.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述半导体开关(16)为晶体管，并且所述半导体开关(16)的所述第一端子(34)为所述晶体管的栅极端子。
10.根据权利要求9所述的保护电路，其中，在所述控制部件的所述第一端子和所述晶 体管(216)的所述栅极端子之间的电连接件(218)中包括至少一个二极管(220)，以及/或 者在所述晶体管016)中设置有至少一个分压器(3M，3沈)。
11.根据权利要求9所述的保护电路，其中，所述晶体管(16)包括第三端子(36)，并且 所述第三端子(36)为所述晶体管(16)的源极端子。
12.根据权利要求1、9和11中任一项所述的保护电路，其中，导电连接件G6)形成于 所述晶体管(16)的所述栅极端子(34)和所述控制部件00)的所述第一端子08)之间， 并且所述晶体管的所述源极端子(36)电连接到所述导电连接件06)。
13.根据权利要求12所述的保护电路，其中，位于所述晶体管(16)的所述源极端子 (36)和所述导电连接件G6)之间的所述导电连接件(54)包括至少一个放电电阻器(56)， 其中，所述导电连接件G6)位于所述晶体管(16)的所述栅极端子(34)和所述控制部件 (20)的所述第一端子08)之间。
14.根据权利要求1和9中任一项所述的保护电路，其中，位于所述晶体管(16)的所 述栅极端子(34)和所述控制部件OO)的所述第一端子08)之间的所述导电连接件G6) 包括至少一个放电电阻器G8)。
15.根据权利要求1、3和9中任一项所述的保护电路，其中， -在所述印制电路板上包括至少两个晶体管(16，18)；-所述控制部件OO)具有至少一个第五端子(30)；-所述控制部件OO)的所述第一端子08)和所述第五端子(30)被布置在所述第三和 第四端子(24，32)之间，以及在每种情况下，在两个电连接件(46，50)之间形成有导电耦合器G00)，所述两个电连 接件(46，50)形成于第一晶体管(16)的所述栅极端子(34)和所述控制部件QO)的所述 第一端子08)之间、以及第二晶体管(18)的所述栅极端子GO)和所述控制部件00)的 所述第五端子(30)之间。
16.根据权利要求15所述的保护电路，其中，所述导电耦合器(400)包括至少一个耦合 电阻器(402)。
17.根据权利要求1、9和15中任一项所述的保护电路，其中，所述第二导体回路(12) 将形成于晶体管(16，18)的栅极端子(34，40)和所述控制部件00)的端子( ，30)之间 的导电连接件G6，50)，与所述晶体管(16，18)隔开，以及至少与所述控制部件00)的连接 到所述电源电压迹线(14)的那些区域隔开。
18.一种保护表面，所述保护表面被布置在两个印制电路板之间， -所述印制电路板具有在前权利要求任一项所述的保护电路；-所述两个印制电路板每个上布置有 至少一根电源电压迹线， 至少一个半导体开关，以及 至少一个控制部件；-所述两个印制电路板中的第一印制电路板被布置在第二印制电路板上方，以及 -所述第一印制电路板和所述第二印制电路板彼此机械地和/或电地连接，并且所述保护表面的特征在于导体表面，所述导体表面布置在所述第一印制电路板 和所述第二印制电路板之间，并将所述第一印制电路板和所述第二印制电路板相互隔开。
19.根据权利要求18所述的保护表面，其中，所述导体表面具有地电势。
20.一种用于操作车辆的机电停车制动系统的电子系统，所述电子系统具有至少一个 输入单元(710)以捕获驾驶员的意愿，通过控制至少一个定位单元(731，732)以启动至 少一个刹车的控制单元，来评估所述驾驶员的意愿，所述控制单元包括至少两个控制部件 (721，722，723)，在所述至少两个控制部件(721，722，723)中，第一控制部件(721)被分配 给所述输入单元(710)，并且至少一个第二控制部件(722，72 被分配给所述至少一个定 位单元(731，732)，并且所述电子系统具有至少一个权利要求1至17任一项所述的保护电 路。
21.根据权利要求20所述的电子系统，其中，根据权利要求1至权利要求17任一项所 述的保护电路被包括在所述控制部件(721，722，723)中的至少一个控制部件中。
22.根据权利要求20所述的电子系统，其中，所述至少一个第二控制部件(722，723)被 集成在所述至少一个定位单元(731，732)中，并且包括至少一个根据权利要求1至权利要 求17任一项所述的保护电路。
23.一种用于操作车辆的机电停车制动系统的电子系统，所述电子系统具有至少一个 输入单元(710)以捕获驾驶员的意愿，通过控制至少一个定位单元(731，732)以启动至 少一个刹车的控制单元，来评估所述驾驶员的意愿，所述控制单元包括至少两个控制部件 (721，722，723)，在至少两个控制部件(721，722，723)中，第一控制部件(721)被分配给所 述输入单元(710)，并且至少一个第二控制部件(722，72 被分配给所述至少一个定位单 元(731，732)，并且所述电子系统具有至少一个根据权利要求18和19任一项所述的保护表
24.根据权利要求23所述的电子系统，其中，根据权利要求18和19任一项所述的保护 表面被包括在所述控制部件(721，722，723)中的至少一个控制部件中。
25.根据权利要求23所述的电子系统，其中，所述至少一个第二控制部件(722，723)被 集成在所述至少一个定位单元(731，732)中，并且包括至少一个根据权利要求18和19任 一项所述的保护表面。
全文摘要
布置在印制电路板上的保护电路具有两个导体回路。至少一个电源电压导体路径、具有至少一个端子的至少一个半导体开关以及包括至少一个端子的至少一个激活模块被布置在所述印制电路板上。所述激活模块的第一端子与所述半导体开关的第一端子以导电的方式连接。所述保护电路的第一导体回路布置在所述印制电路板上，使得所述第一导体回路在所述电源电压迹线与所述半导体开关和/或所述控制部件之间围绕导电连接件，并且第二导体回路布置在所述印制电路板上，使得所述第二导体回路围绕所述控制部件的第一端子和所述半导体开关的第一端子之间的导电连接件，由此使得该导电连接件与所述半导体开关以及至少与激活模块的同样连接到所述电源电压导体路径的那些区域隔开。
文档编号B60T13/74GK102046442SQ200980120015
公开日2011年5月4日 申请日期2009年4月15日 优先权日2008年4月18日
发明者卢茨·穆德斯, 贝内迪克特·奥利格, 马尔科·荣格拉斯, 马蒂亚斯·富克斯 申请人:卢卡斯汽车股份有限公司