检测开关结构中的短路的制作方法_2

文档序号:8338352阅读:来源:国知局
在异常的有效检测才能产生异常计数器的递减。
[0021] 根据所述器件的实施例,可以提供以下特征的全部或部分: ?所述器件还可以包括串行通信装置,其被设计成允许所述器件与处于所述器件外部 的控制单元进行通信, ?所述器件可以被设计成经由串行通信装置向"控制"层传送异常信息和有效性信息, ?所述器件还可以包括第一可编程存储装置,其被设计成存储各个电流阈值的可修改 数值, ?第一可编程存储装置可以由"控制"层经由串行通信装置来编程, ?所述器件还可以包括第二可编程存储装置,其被设计成存储参考时间窗口的持续时 间的可修改数值以及辅助时间窗口的持续时间的可修改数值, ?第二可编程存储装置可以由"控制"层经由串行通信装置来编程,以及 ?所述开关结构可以包括至少一个功率开关并且可以被设计成作为经过脉冲宽度调 制的用于功率开关的至少一个控制信号的函数来控制负载中的电流。在这种情况下,所述 用于检测异常的装置可以被设计成通过将占空比强制到100%来操作。
[0022] 本发明的第二方面涉及一种用于通过一种器件向电感性负载供应电力的方法,所 述器件包括 ?包括至少一个功率开关并且被设计成控制所述负载中的电流的开关结构,以及 ?用于检测异常的装置,被设计成生成关于在所述负载的电缆连接中检测到短路类型 的异常的信息或者关于在所述负载的电缆连接中未检测到短路类型的异常的信息,以及关 于有效性的信息,所述有效性是指关于未检测到异常的信息的有效性,所述关于有效性的 信息在默认情况下未被置位, 所述方法包括: -在检测时间窗口内测量功率开关中的电流,所述开关结构在所述检测时间窗口期间 被保持在给定配置中,在所述给定配置中功率开关被闭合,以及 -把所测量的电流与短路电流阈值进行比较并且与低于短路电流阈值的中间电流阈 值进行比较, 所述检测时间窗口包括跟随在功率开关闭合之后的参考时间窗口,并且在必要时还包 括跟随在所测量的电流超出中间电流阈值的时刻之后的辅助时间窗口,所述方法还包括: ?如果所测量的电流在参考时间窗口结束之前达到短路电流阈值,则递送关于检测到 异常的信息并且置位有效性信息, ?如果所测量的电流直到参考时间窗口到期一直保持低于中间电流阈值,则递送关于 未检测到异常的信息并且置位有效性信息, ?如果所测量的电流在参考时间窗口结束之前变为高于中间电流阈值但是直到检测时 间窗口结束一直保持低于短路电流阈值,则递送关于未检测到异常的信息并且置位有效性 /[目息,以及 ?如果所测量的电流在参考时间窗口结束之前变为高于中间电流阈值但是在检测时 间窗口结束之前变为高于短路电流阈值,则递送关于检测到异常的信息并且置位有效性信 肩、。
【附图说明】
[0023] 通过阅读后面的描述,本发明的其他特征和优点将变得更加显而易见。后面的描 述纯粹是说明性的,并且必须参照附图来阅读,其中: -图1是包括H桥的开关结构的一个实例的示意性电路图; -图2已经在介绍中做了描述,图示了根据分层架构的用于向电感性负载供应电力的 系统的功能分解的一个实例; -图3a、3b、3c是图示用于借助图1的H桥通过脉冲宽度调制来控制电感性负载的各 种配置的图, -图4a和4b是示出了周期性脉冲宽度调制设定点控制信号以及受控电感性负载中的 电流的相应的时间变化的曲线图; -图5是根据一些实施例的控制器件的一个实例的示意性电路图;以及 -图6&、613、6(3、6(1、66、6€示出了在检验短路的存在(或不存在)期间作为时间的函数的 轻微电感性短路期间的电流的曲线图。
【具体实施方式】
[0024] 后面在用于控制电感性负载(诸如用在汽车中的电动机冲的电流的方向和/或强 度的集成电路的一种示例性应用中描述各个实施例。
[0025] 如图1中示意性地示出的那样,H桥包括四个功率开关,即处于电力供应的正侧 (例如产生正电力供应电压Vbat的车辆的电池5)的两个"高"开关,以及处于车辆的电力供 应的负侧或接地Gnd的两个"低"开关。
[0026] 这样的开关结构包括四个开关,其例如分别具有MOS功率晶体管。第一晶体管Ml 连接在正电力供应端子(例如电池的电压Vbat被施加在该处)与第一节点OUTl之间。第 二晶体管M2连接在所述节点OUTl与接地端子Gnd之间。第三晶体管M3连接在第二节点 0UT2与接地端子Gnd之间。最后,第四晶体管M4连接在正电力供应端子Vbat与所述第二 节点0UT2之间。晶体管Ml和M4被称作"高侧"晶体管,并且晶体管M2和M3被称作"低 侦Γ晶体管。
[0027] 在第一高晶体管Ml与第一低晶体管M2之间的节点OUTl对应于H桥的第一输出, 第一高晶体管Ml与第一低晶体管M2串联在Vbat与Gnd之间。类似地,第二高晶体管M4 与第二低晶体管M3之间的节点0UT2对应于H桥的第二输出,第二高晶体管M4与第二低晶 体管M3串联在Vbat与Gnd之间。
[0028] 所述电感性负载(例如图1所示的实例中的电动机1)被连接在H桥的输出OUTl 与0UT2之间。
[0029] 从设定点控制信号产生分别用于控制四个晶体管Ml到M4的模拟信号Sl到S4的 序列。所述设定点控制信号是在系统的"控制"层22内生成的,"控制"层22处于"命令" 层23上方,"命令"层23又处于"硬件"层24上方,"硬件"层24由H桥本身的电子元件形 成。该序列是取决于应用根据给定控制策略产生的。图2示出了根据一个示例性实施例的 根据给定分层结构的分解电力供应系统的各个层。所述系统的元件和功能是用硬件和/或 软件的形式实施的。
[0030] 所述控制策略使得在某些给定配置中控制H桥。其他配置则相反地被禁止,诸如 例如其中开关Ml和M2被一起闭合的配置,这是为了避免将电池5连接到接地GncL
[0031] 通常可以根据三种可能的状态或配置来控制H桥,后面将参照图3a、3b和3c进行 描述。
[0032] 在第一状态中,由高晶体管Ml和低晶体管M3形成的对在这些晶体管导通时(开关 闭合)允许使得电流在如图3a中由箭头所指示的第一方向上从Vbat到Gnd流经电动机1。 那么晶体管M2和M4被关闭(开关断开)。
[0033] 相反,在第二状态中,由低晶体管M2和高晶体管M4形成的对在这些晶体管导通时 (开关闭合)允许使得电流在如图3b中由箭头所指示的另一方向上再次从Vbat到Gnd流经 电动机1。那么晶体管Ml和M3被关闭(开关断开)。
[0034] 最后,在图3c中图不的第二状态中,商晶体管Ml和M4被关闭(开关断开)并且低 晶体管M2和M3导通(开关闭合)。这样允许以经过低晶体管M2和M3流动到接地Gnd的电 流的形式排空累积在电感性负载中的能量,如图3c中由箭头所示的那样。这一状态被称为 "续流(freewheeling)"状态。其可以分别在1?晶体管Ml或1?晶体管M4断开之后接续H桥 在前面提到的第一状态或第二状态中的操作而被控制。
[0035] 应当提到的是,还可以通过其他手段实现前面描述的并且在图3c中示出的续流 状态。例如在商晶体管Ml和M4导通并且低晶体管M2和M3断开时。还有可能使用结构_. 极管,从而允许仅使用一个导通的晶体管或者甚至没有导通的晶体管。取决于用于控制H 桥的各个晶体管的策略,续流期间的电流减小可以有所不同。
[0036] 将认识到,本发明不限于开关结构的类型。显著地,其还适用于半桥开关结构,换 句话说仅有两个MOS功率晶体管,或者适用于仅有一个功率开关的开关结构。而且,图3a、 3b、3c中所示出的一个或多个功率开关的实施例仅仅是一个非限制性实例。取代MOS晶体 管,这些开关可以分别包括另一种类型的晶体管:FET (场效应晶体管);BJT (双极结型晶体 管);iGBT (绝缘栅双极型晶体管)等。其还可以包括这样的晶体管的组件,可能是与诸如电 阻器、电容器等之类的其他部件的组件。
[0037] 可以使用将H桥连接到负载的被称作"应用电缆连接"的电缆连接,从而允许对负 载进行控制。在应用电缆连接中可能发生物理异常,特别是输出OUTl和0UT2处的短路,显 著地: ?在H桥的输出OUTl与接地Gnd之间, ?在H桥的输出OUTl与电池5之间, ?在H桥的输出0UT2与接地Gnd之间, ?在H桥的输出0UT2与电池5之间,以及 ?在H桥的输出OUTl与输出0UT2之间。
[0038] 可以以H桥的特定配置中的电流的异常上升的形式通过测量晶体管中的电流来 检测它们。
[0039] 这些短路具有特定阻抗
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1