专利名称：检验功率开关装置的第一功率开关的第一输出引线与外部节点之间的电接触和功率开关 ...的制作方法
检验功率开关装置的第一功率开关的第一输出引线与外部节点之间的电接触 和功率开关装置的第二功率开关的 第二输出引线与该节点之间的 电接触的方法和电路装置本发明涉及一种方法，用于检验功率开关装置的第一功率开关的 第一输出引线与外部节点之间的电接触和功率开关装置的第二功率开 关的第二输出引线与该节点之间的电接触。众所周知地，在用于切换负载的许多应用中采用诸如半桥、全桥、 高端开关、低端开关等的电子功率开关。电子功率开关装置常常具有 多个功率开关，其中，这些功率开关被相互连接并且被用作一个单元。 出于技术上的原因，由于电流承载能力而必需的是，针对这种功率开 关装置使用两个输出引线。为此必需将功率开关的输出端对称地分配 到两个输出引线上。于是，在功率开关装置之外借助节点来连接这两 个输出引线。这种功率开关装置常常装备有诊断电路。通过诊断电路可以测量 电流和电压。借助所测量的电流和电压，利用硬件技术检测如"过电流，，(0C， overcurrent)、"低功率开关电压，，(LVT， lowvoltage over transistor)或者"开路电压，，(VOL, open load voltage) 那样的故障征兆。于是，借助所检测到的故障征兆利用软件技术来决 定，是否存在某种类型的故障。众所周知地，例如在印刷电路板上， 现有的诊断电路被用于检测故障征兆，而不被用于检验功率开关装置 的输出引线的接触。一种公知的诊断电路例如由上拉结构和下拉结构组成，例如由电 阻或者电流源组成。但是，由于制造技术的问题可能出现，输出引线没有电接触。如 果这出现在只具有一个输出引线的功率开关装置中，则这能以公知的 方式通过诊断电路来识别。但是，只要功率开关装置拥有两个输出引 线，则这就不再可能了。于是，如果一个输出引线不被接触，则不能 达到功率开关装置的所希望的电流承载能力，从而带来了功率开关装 置不能驱动负载的后果。因此，这种其中要相互连接的输出引线之一 不接触的功率开关装置不能用于在输出侧提供所希望的电流承载能 力。因而，在安装功率开关装置之后，必需检验功率开关与其相应的 输出引线的正确接触。在检验功率开关装置的两个输出引线是否接触的当今所采用的方 法中，使用电容性测量法。在所采用的电容性测量法中，如果不存在 两个输出引线到其相应功率开关的电连接，则显示提高的电容。可替换地，也可以在制造时用X射线检查输出引线和通过特定的图像处理系统来评价输出引线。用于检验两个输出引线的接触的这些刚才所述 的通常公知的方法分别必需专用的测量装置，以便能执行测量。但是， 用于执行测量的专用的测量装置是昂贵的。本发明的任务因此在于，以简单的方式和尽可能节约成本地来执 行功率开关装置的要相互连接的输出引线的电接触。对于检验应尽可 能不需要附加的测量装置。根据本发明，通过一种具有权利要求1所述的特征的方法，以及通过一种具有权利要求8所述的特征的、用于执行所述方法的电路装 置，解决至少一个所提出的任务。出于诊断目的，诸如为了检测开头所提及的故障征兆，几乎每个 功率开关装置都装备有诊断电路。以有利的方式通过利用出于诊断目 的而存在的诊断电路来实现，不用附加的测量装置能检验两个要连接 在功率开关装置之外的输出引线的正确接触。为此，功率开关装置的 上拉结构与一个输出引线相连接，而功率开关装置的下拉结构与另一 个输出引线相连接。因此节省了检验两个输出引线的成本，因为不必 专门设置的测量装置。此外，通过利用该诊断电路实现，与复杂的替 换方案不同，本发明方法的执行十分筒单。由从属权利要求以及参考附图的说明得出了本发明的有利的改进 方案和扩展方案。根据本发明的优选的改进方案，上拉电阻和下拉电阻互相连接， 以致该上拉电阻和下拉电阻在测试电压与地之间构成分压器。有利地 通过分别测量上拉电阻上的和下拉电阻上的所分配的测试电压，能以 简单的方式来检验，功率开关装置的两个输出引线是否接触。根据优选的扩展方案，构造上拉电阻和下拉电阻，以致该上拉电
阻和下拉电阻具有相同的电阻值。有利地通过上拉电阻和下拉电阻的 相同的电阻值，进一步简化了本发明方法。根据其它的优选扩展方案，调节第一参考电压，以致该第一参考 电压小于测试电压的一半。根据其它的优选扩展方案，调节第二参考电压，以致该第二参考 电压大于测试电压的一半。根据其它的优选扩展方案，如果第一电压大于第一参考电压，则 第一比较值被置于正的逻辑信号电平。根据其它的优选扩展方案，如果第一电压小于第一参考电压，则 第一比较值被置于负的逻辑信号电平。根据其它的优选扩展方案，如果第二电压大于第二参考电压，则 第二比较值被置于正的逻辑信号电平。根据其它的优选扩展方案，如果第二电压小于第二参考电压，则 第二比较值被置于负的逻辑信号电平。根据其它的优选扩展方案，在方法步骤(e)中确定，如果第一比 较值被置于负的逻辑信号电平，而第二比较值被置于正的逻辑信号电 平，则中断第一输出引线与第一功率开关之间的接触，和/或中断第二 输出引线与笫二功率开关之间的接触。以下借助在附图的示意图中所说明的实施例来详细阐述本发明。 其中
图1示出功率开关装置的实施例的示意性方框图，在该实施例中 能采用根据图2的本发明方法；和图2示出本发明方法的优选实施例的示意性流程图。在所有的附图中，相同的或功能相同的元件和信号(只要没有另 加说明)配备有同样的参考符号。图1示出功率开关装置6的实施例的示意性方框图，在该功率开 关装置6中能采用以下借助图2所说明的本发明方法。根据图1的功率开关装置6具有笫一功率开关3和第二功率开关 5。借助控制信号S来控制这两个功率开关3、 5。第一功率开关3与功 率开关装置6的下拉电阻7相耦合。第二功率开关5与功率开关装置6 的上拉电阻8相耦合。在正确的制造过程中，第一功率开关3与第一 输出引线2相连接。在正确的制造过程中，第二功率开关5与第二输
出引线4相连接。要利用功率开关装置6切换的负载IO与节点9相连接，该负载10 利用电源电压Ubat来驱动，功率开关装置6的第一输出引线2和第二 输出引线4也与该节点9相连接。优选地将上拉电阻8和下拉电阻7相互连接，以致该上拉电阻8 和下拉电阻7在测试电压Vt与地13之间构成分压器。上拉电阻8和 下拉电阻7优选地具有相同的电阻值R。优选地调节第一参考电压Urefl，以致该第一参考电压Urefl小 于测试电压的一半Ut/2。优选地调节第二参考电压Uref2，以致该第 二参考电压Uref2大于测试电压的一半Ut/2。例如，如果第一电压U1大于第一参考电压Urefl，则第一比较值 VI被置于正的逻辑信号电平。否则，第一比较值V1被置于负的逻辑信 号电平。例如，如果第二电压U2大于第二参考电压Uref2，则第二比较值 V2被置于正的逻辑信号电平。否则，第二比较值V2被置于负的逻辑信 号电平。功率开关装置6具有第一比较器11和第二比较器12，该第一比较 器11和第二比较器12众所周知地以常规的方法被用于确定如过电 流、低的功率开关装置电压或开路电压那样的故障征兆。根据本发明，但是将第一比较器11和第二比较器12用于检查， 在第一输出引线2与第一功率开关3之间是否有电接触la，以及在第 二输出引线4与第二功率开关5之间是否有电接触lb。为此，第一比较器11将施加在输出引线2上的第一电压Ul与第 一参考电压Urefl进行比较，调节该第一参考电压Urefl，以致该第 一参考电压Urefl小于测试电压的一半Ut/2。如果第一电压Ul大于 第一参考电压Urefl，则第一比较器11于是将第一比较值VI置于正 的逻辑信号电平。第二比较器12将施加在第二输出引线4上的第二电压U2与第二 参考电压Uref2进^f亍比较，调节该第二参考电压Uref2，以致该二参 考电压Uref2大于测试电压的一半Ut/2。如果第二电压U2大于第二 参考电压Uref2，则第二比较器12于是在输出侧将第二比较值V2置 于正的逻辑信号电平。 根据本发明确定了，如果笫一比较值(VI)被置于负的逻辑信号 电平而第二比较值(V2)被置于正的逻辑信号电平，则中断第一输出 引线(2 )与外部节点(9 )之间的接触la，和/或中断第二输出引线(4 ) 与外部节点(9)之间的接触(lb)。如果确定了这点，则在制造之后 被检验的功率开关装置6不适用于，借助两个输出引线2、 4通过共同 的节点9来传输所希望的电流。图2示出本发明方法的优选实施例的示意性流程图，该方法用于 检验功率开关装置6的第一输出引线2与外部节点9之间的电接触la 和功率开关装置6的第二输出引线4与该节点9之间的电接触lb。在 此，第一功率开关3与功率开关装置6的下拉电阻7相耦合，而第二 功率开关5与功率开关装置6的上拉电阻8相耦合。第一输出引线2 和第二输出引线4进一步与功率开关装置6之外的共同的节点9相连 接(尤其是参阅图1)。以下在图2中借助方框电路图来阐述本发明方法。本发明方法具 有以下方法步骤方法步骤a:第一功率开关3与下拉电阻7相耦合，而第二功率开关与上拉电 阻8相耦合。 方法步骤b:第一输出引线2和第二输出引线4通过被布置在功率开关装置6 之外的节点9来互相连接。 方法步骤c:为了确定第一比较值VI，将在下拉电阻7上下降的第一电压Ul 与可调节的第一参考电压Urefl进行比较。优选地调节第一参考电压 Uref 1，以致该第一参考电压Uref 1小于测试电压的一半Ut/2。例如， 如果第一电压Ul大于第一参考电压Urefl，则第一比较值VI被置于 正的逻辑信号电平；而如果笫一电压Ul小于第一参考电压Urefl，则 第一比较值VI被置于负的逻辑信号电平。方法步骤d:为了确定第二比较值V2，将施加在输出引线4上的第二电压U2 与可调节的第二参考电压Uref2进行比较。优选地调节第二参考电压 Uref2，以致该第二参考电压Uref2大于测试电压的一半Ut/2。例如， 如果第二电压U2大于第二参考电压Uref2，则笫二比较值V2被置于 正的逻辑信号电平；而如果第二电压U2小于第二参考电压Uref2，则 第二比较值V2被置于负的逻辑信号电平。优选地构造上拉电阻8和下 拉电阻7，以致该上拉电阻8和下拉电阻7具有相同的电阻值R (请参 阅图2)。方法步骤e:最后，根据第一比较值VI和第二比较值V2来确定，第一输出引 线2是否与第一功率开关3接触，而第二输出引线4是否与第二功率 开关5接触。如果因此确定，第一输出引线2与第一功率开关3不接 触，并且第二输出引线4与第二功率开关5不接触，则所制造的功率 开关装置6不能用于，为了提高电流承载能力而通过外部节点9来共 同传输第一功率开关3的电流和第二功率开关5的电流。优选地因此 确定，如果第一比较值V1被置于负的逻辑信号电平，而第二比较值V2 被置于正的逻辑信号电平，则第一输出引线2与第一功率开关3不接 触，并且第二输出引线4与第二功率开关5不接触。尽管以上借助优选的实施例说明了本发明，但本发明不限于这些 实施例，而是能以多种多样的方式和方法来^务改。例如可以i殳想，将 第一和第二比较值的逻辑信号电平的分配倒置。
权利要求
1.用于检验功率开关装置(6)的第一功率开关(3)的第一输出引线(2)与外部节点(9)之间的和功率开关装置(6)的第二功率开关(5)的第二输出引线(4)与所述节点(9)之间的电接触(1a，1b)的方法，其具有(a)将所述第一功率开关(3)与下拉电阻(7)相耦合，和将所述第二功率开关(5)与上拉电阻(8)相耦合；(b)通过外部的、被布置在功率开关装置(6)之外的节点(9)，将第一输出引线(2)和第二输出引线(4)相互连接；(c)为了确定第一比较值(V1)，将施加在第一输出引线(2)与地(1 3)之间的第一电压(U1)与可调节的第一参考电压(Uref1)进行比较；(d)为了确定第二比较值(V2)，将施加在第二输出引线(4)与地(13)之间的第二电压(U2)与可调节的第二参考电压(Uref2)进行比较；和(e)根据第一比较值(V1)和第二比较值(V2)来确定，功率开关装置(6)的第一功率开关(3)的第一输出引线(2)和功率开关装置(6)的第二功率开关(5)的第二输出引线(4)是否通过接触(1a，1b)来与外部节点(9)接触。
2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤(a)中的 耦合的情况下，相互连接上拉电阻(8)和下拉电阻(7)，以致上拉电 阻(8)和下拉电阻(7)在测试电压(Vt)与地(13)之间构成分压 器。
3. 按权利要求2所述的方法，其特征在于，上拉电阻(8)和下拉 电阻(7)具有相同的电阻值(R)。
4. 按权利要求2所述的方法，其特征在于，调节所述笫一参考电 压(Uref 1 )，以致该第一参考电压(Uref 1 )小于测试电压的一半(Ut/2)， 并且调节所述第二参考电压(Uref2)，以致该第二参考电压(Uref2) 大于测试电压的一半(Ut/2)。
5. 按权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述第一电压(Ul ) 大于所述第一参考电压(Urefl)，则所述第一比较值(VI)被置于正 的逻辑信号电平，或者如果所述第一电压(Ul)小于所述第一参考电 压(Urefl)，则所述第一比较值(VI)被置于负的逻辑信号电平。
6. 按权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述第二电压(U2 ) 大于所述第二参考电压(Uref2)，则所述第二比较值(V2)被置于正 的逻辑信号电平，或者如果所述第二电压(U2)小于所述第二参考电压(Uref2)，则所述第二比较值(V2)被置于负的逻辑信号电平。
7. 按权利要求5和6所述的方法，其特征在于，在方法步骤(e)中 确定，如果所述笫一比较值(VI)被置于负的逻辑信号电平并且所述 第二比较值(V2 )被置于正的逻辑信号电平，则中断第一输出引线(2 ) 与第一功率开关(3)之间的接触(la)和/或第二输出引线(4)与第 二功率开关(5)之间的接触(16)。
8. —种电路装置，其具有-与第一输出引线(2)相连接的第一功率开关(3);- ^第二输出引线(4)相连接的第二功率开关(5);-被布置在所述功率开关装置(6)之外的节点(9)，该节点(9) 将所述第一输出引线(2)和所述第二输出引线(4)相互连接；-与所述功率开关(3,5)相耦合的诊断电路(7， 8， 11， 12)， 用于执行按权利要求l-7之一所述的方法。
全文摘要
根据本发明，为了确定第一比较值而将在与第一功率开关相耦合的下拉电阻上下降的第一电压与可调节的第一参考电压进行比较，并且为了确定第二比较值而将在与第二功率开关相耦合的上拉电阻上下降的第二电压与可调节的第二参考电压进行比较。于是，根据第一比较值和第二比较值确定，第一功率开关的第一输出引线和第二功率开关的第二输出引线是否相互接触，其中，通过被布置在功率开关装置之外的节点将第一输出引线和第二输出引线相互连接。
文档编号H03K17/12GK101111773SQ200580047623
公开日2008年1月23日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年2月1日
发明者B·阿恩特, G·沃法思 申请人:西门子公司