利用温度敏感电流减少机构进行的感性负载控制的制作方法

利用温度敏感电流减少机构进行的感性负载控制的制作方法
【专利摘要】本发明有关于感性负载的控制。本发明中利用在于按照开关元件处的温度限定负载中的电流的最大准许值(Imax)的机构来实现控制策略以基于设定点数据生成用于开关元件的控制信号。该机构表现温度阈值(Tshd)，例如切断阈值。对于低于阈值的所有温度而言在温度上升阶段期间，电流的最大准许值(Imax)保持恒定，等于上限值(Isup)。温度一达到阈值，就使得电流的最大准许值突然等于下限值(Iinf)。最后，在温度下降阶段期间，电流的最大准许值随着温度减小逐渐上升回上限值。
【专利说明】利用温度敏感电流减少机构进行的感性负载控制
[0001]本发明一般有关于例如通过脉冲宽度调制所进行的感性负载控制，并且更具体地说，有关于利用温度敏感电流减少机构(或TDCR功能，代表“温度依赖电流减少”的缩写)进行的这样的控制。
[0002]本发明特别是在汽车领域中，例如，在用于致动器的电子控制的系统中，诸如在用于节气门的电子控制的装置(或ETC装置，代表“电子节气门控制”的缩写)或用于燃气再循环阀的电子控制的装置(或EGR装置，代表“排气再循环”的缩写)、或用于在引擎监控等中使用的任何其它阀的电子控制的装置、或者例如，更一般地用于由电马达致动的设备(诸如摇窗机构)的任何其它项的电子控制的装置中得到了应用。
[0003]通常可以通过诸如H桥的开关结构来执行通过脉冲宽度调制进行的感性负载控制。该结构包括四个功率开关，即在正电源侧上的两个“高”开关和在负电源或地侧上的两个“低”开关。
[0004]由第一高开关和第一低开关形成的第一对在它们两个开关均闭合时能够使得电流沿特定方向在负载中流动。由另一高开关和另一低开关形成的第二对在它们两个开关均闭合时能够使得电流沿相反方向在负载中流动。当两个低开关均闭合，或者两个高开关均闭合时，允许续流电流流动。
[0005]每个开关一般地包括一个功率MOS (代表“金属氧化物半导体”的首字母缩写)晶体管。用于四个MOS晶体管的模拟控制信号序列根据所确定的策略、基于设定点控制信号而产生。可以对该设定点控制信号进行脉冲宽度调制，而具有使其能够控制注入到负载的电流量，并因而平均起来能够控制感性负载中电流的强度的占空比。
[0006]为了这一目的，该开关结构被交替地置于某种状态和另一状态，其中，在该某种状态下，具有确定值的电流在负载中的流动被控制在一个或另一方向上，并且在该另一状态下，准许续流电流经过闭合的两个晶体管在负载中流动。
[0007]电压和电流中的平缓变化(称为“转换速率”)在MOS晶体管的控制栅极处实现，以便避免生成电磁扰动的突然切换。
[0008]在开关处的能量损耗有两种不同的类型:静态损耗，是在开关闭合时通过焦耳效应产生的，以及动态损耗，与开关的切换有关。前一损耗与MOS晶体管的内部电阻Rdsw有关。后一损耗与MOS晶体管的切换速度有关。电流和电压中的变化越慢，动态损耗越显著。
[0009]动态损耗实质上定位在不参与续流的晶体管处。动态损耗取决于电压中和电流中的扫掠速率(转换速率)。
[0010]若是在负载中所吸收的电流中有尖峰，冷却不充分，和/或周围温度过高，则MOS晶体管的结处的温度，称作“结温”，可能升高到超过取决于所使用的技术的可接受的限制值。
[0011]这就是为什么为了限制晶体管结温的上升并且因此为了避免其损坏，而可能实现温度敏感电流减少机构或TDCR机构的原因。
[0012]这样的机构的效果是在“低”晶体管的结温超过第一阈值(称为报警或“警戒”阈值)、低于第二阈值(称为切断或“关断”阈值)时自动减少负载中的电流，其中当超过第二阈值时MOS晶体管中的电流流动被中断以便避免其损坏。这样的TDCR机构干预用于负载中的电流的最大准许值，其在用于控制晶体管中的电流的策略中被用作截止上限(highstop)。准许的最大电流被减少，并且然后可任选地再次增加，在这两种情况下都是以线性的方式，直到达到温度一电流平衡。在该平衡点，结温和负载中准许的最大电流是稳定的。
[0013]这样的TDCR机构被实现在例如来自英飞凌公司的电路TLE7209和来自意法半导体公司的L9958中，并给出令人满意的结果。
[0014]然而，汽车领域中制造成本上的压力正导致使用不断地更小的封装用于执行该类控制的集成电路。规则也促使用于与其中集成有MOS晶体管的半导体芯片连结的焊接接合的消除，并且用作为不太好的热导体的胶来替代它们。因此，内部热阻倾向于增加。
[0015]现在，如上文所述，实现已知类型的TDCR机构的结果是防止被控制负载中的电流可能单是以瞬态的方式达到其可能必须达到的值。规则的瞬态电流是对制定H桥尺寸进行制约的要素。
[0016]本发明的目的在于消除或者至少减轻所有或一些前述的所提到的现有技术的缺点。
[0017]为了这一目的，本发明的第一方面提出了一种用于感性负载的控制装置，包括:
[0018]?具有至少一个开关元件的开关结构，被适配为按照设定点数据来在负载中驱动确定值的电流，
[0019]?控制单元，被设计为利用如下机构来实现控制策略以基于设定点数据生成用于开关元件的至少一个控制信号，所述机构在于按照表示在开关元件处的温度的值将负载中的电流的最大准许值限定在上限值和下限值之间。
[0020]根据该装置的实施例，按如下这样的方式设计控制单元:
[0021]?在温度上升阶段期间，只要在开关元件处的温度低于第一温度阈值或高温度阈值，电流的最大准许值就保持恒定，等于上限值，
[0022]?开关元件处的温度值一达到第一温度阈值，就突然使得电流的最大准许值等于下限值，以及
[0023]?在温度下降阶段期间，随着开关元件处的温度减小，电流的最大准许值被逐渐增加至上限值。
[0024]因此，通过开关元件处的温度的更高值以及通过负载中的电流的最大准许值的更低值，可以找到平衡点，允许仅以瞬态方式达到最高温度，因而允许处于不危害开关元件的完整性的情况之下。
[0025]如果瞬态热现象是使得未达到高温度阈值，则然后不存在电流的减少。在现有技术中，一超过温度报警阈值就开始电流的减少。
[0026]本发明的第二方面有关于集成电路，其包括根据上文的第一方面的装置。其可以例如是微控制器、ASIC (代表“应用专用集成电路”的首字母缩写)、SoC (代表“片上系统”的缩写)或者类似物。
[0027]本发明的第三方面有关于用于感性负载的控制方法，包括的步骤在于:
[0028]?借助于具有至少一个开关元件的开关结构，按照设定点数据来在负载中驱动确定值的电流，
[0029]?利用在于按照在上限值和下限值之间的、表示在开关元件处的温度的值限定负载中的电流的最大准许值的机构，来实现控制策略以基于设定点数据生成用于开关元件的至少一个控制信号。
[0030]根据该方法的实施例，所述机构为如下这样:
[0031]?在温度上升阶段期间，只要在开关元件处的温度低于第一温度阈值或高温度阈值，电流的最大准许值就保持恒定，等于上限值，
[0032]?开关元件处的温度值一达到第一温度阈值，就突然使得电流的最大准许值等于下限值，以及
[0033]?在温度下降阶段期间，随着开关元件处的温度减小，电流的最大准许值被逐渐增加至上限值。
[0034]在该装置和方法的实施例中，设定点数据可以是周期性设定点控制信号的占空t匕。这些实施例允许通过脉冲宽度调制控制感性负载中的电流。
[0035]例如，负载中的电流的最大准许值的下限值可以是大约2.5A。这样的电流允许在不导致切断的情况下由小的电马达推动的机构来执行降级模式下的功能。这减少了操作缺陷的严重性。
[0036]还例如，高温度阈值可以实质地等于170°C，并因此对应于已知TDCR机构的切断温度。另外声明，高温度阈值可以是切断阈值，其值实质地等于例如170°C。
[0037]此外，在实施例中，该机构和方法为如下这样:如果在温度上升阶段期间温度大于比高温度阈值低的所确定的第二阈值或低温度阈值，同时低于所述高阈值，而持续大于所确定的时间延迟的时间段，则然后在温度下降阶段期间电流的最大准许值被逐渐增加到上限值之前突然使得电流的最大准许值等于下限值。通过这种方式，确保避免破坏开关元件。
[0038]例如，低温度阈值的值可以实质地等于小于高阈值10%到15%的值，即例如当高阈值等于170°C时为150°C。低温度阈值对应于常规TDCR机构中限制电流的减少的开始。
[0039]当阅读下面的描述时，本发明的其它特性和优点将变得进一步明显。下面的描述是纯说明性的，且必须关于随附的附图进行阅读，在附图中:
[0040]-图1a-1c为图解通过借助于H桥进行脉冲宽度调制来控制感性负载的图，
[0041]-图2a和2b为脉冲宽度调制的周期性设定点控制信号，以及被控制的感性负载中的电流的演变的图，
[0042]-图3a和3b为引起被控制的感性负载中的电流的限制的脉冲宽度调制的周期性设定点控制信号的图，
[0043]-图4是根据实施例的示例性控制装置的功能图，
[0044]-图5是图解根据现有技术的温度敏感电流减少机构的原理的图，
[0045]-图6是图解根据实施例的温度敏感电流减少机构的原理的图，以及
[0046]-图7是图解在根据图6的机构的示例性实现中电流的减少的图。
[0047]参见图1a到lc，用于诸如电马达I的感性负载的控制装置例如包括“H桥”类型的开关结构。
[0048]这样的开关结构包括四个开关，每个开关具有例如一个MOS功率晶体管。第一晶体管Ml连接在被带至例如电池电压Vbat的正电源端子与马达的第一端子之间。第二晶体管M2连接在马达的所述第一端子与例如地端子Gnd之间。第三晶体管M3连接在马达的第二端子和地端子Gnd之间。最后，第四晶体管M4连接在正电源端子Vbat和马达的所述第~■端子之间。晶体管Ml和M4称为闻侧晶体管(“闻侧”)，并且晶体管M2和M3称为低侧晶体管(“低侧”)。可以根据三种可能的状态对桥进行控制。
[0049]在第一状态下，由高侧晶体管Ml和低侧晶体管M3构成的一对晶体管在这些晶体管导通(开关闭合)时使得电流能够在第一方向上从Vbat到Gnd流经马达1，如图1a中箭头指示那样。晶体管M2和M4然后关断(开关打开)。
[0050]相反地，在第二状态下，由低侧晶体管M2和高侧晶体管M4构成的一对晶体管在这些晶体管导通(开关闭合)时使得电流能够在相反方向上仍然从Vbat到Gnd流经马达1，如图1b中箭头所指示那样。晶体管Ml和M3然后关断(开关打开)。
[0051]最后，在图1c所图解的第二状态下，闻侧晶体管Ml和M4关断(开关打开)，并且低侧晶体管M2和M3导通(开关闭合)。这使得能够在晶体管Ml打开后，以经由M2和M3流到地Gnd的电流的形式释放积累在感性负载中的能量，如图1c中箭头所表示。该状态被提及为“续流”状态。可在前面提到的第一状态或第二状态中的H桥的操作之后操控续流状态。还可通过导通的高侧晶体管(Ml和M4闭合)和打开的低侧晶体管(M2和M3打开)来实现该续流状态。
[0052]将领会本发明不受到开关结构类型的限制。特别是，其还应用于半桥开关结构或者单个功率开关。同样，图1a-1c所示的功率开关或开关的实施例仅仅是非限制性的示例。替代MOS晶体管，这些开关中的每一个均可包括另一类型的场效应晶体管(FET)、双极晶体管(BJT，代表“双极结型晶体管”的缩写)、IGBT晶体管(代表“绝缘栅双极晶体管”的缩写)等。它们还可以包括这样的晶体管的组装，可选地具有其它组件诸如电阻器、电容器坐寸ο
[0053]对负载I中电流的控制可通过对具有给定的设定点占空比的周期性设定点控制信号进行脉冲宽度调制(PWM)来执行，给定的设定点占空比用于生成用于晶体管桥的开关信号。
[0054]如图2a中表示那样，这样的PWM设定点控制信号在每个周期至少在第一持续时间内处于来自高和低逻辑状态中的第一确定的逻辑状态，并在该周期的其余部分期间处于另一逻辑状态。在图中所示的示例中，PWM信号在低于周期T的持续时间h内处于高逻辑状态。设定点占空比d_由如下给好处:
[0055]dcom = t0/T (I)
[0056]设定点占空比dram可以在0%到100%之间变化。其最经常用在10%到30%的跨度内。瞬态电流对应于80%到100%的跨度。
[0057]图2b示出了响应于图2a的PWM设定点控制信号获得的负载(此处为马达I)中的电流Im的瞬时值的演变。
[0058]在PWM信号的激活时段期间，也就是说，例如，当该信号处于高逻辑状态时，电流Im增加至确定的标称值。按照想要的马达旋转方向，H桥然后被分别控制在由图1a和Ib所图解的第一或第二状态。
[0059]在PWM信号的去激活时段期间，也就是说在该信号处于低逻辑状态时的示例中，电流Im减小至零值。H桥然后被控制在图1c所图解的第三状态，或者续流状态。
[0060]因为马达所构成的负载的感性本质，电流Im以平缓坡度上升和下降，而不像PWM信号的方形边缘那样。
[0061]电流Im的平均值< Im >由以下给出:
[0062]< Im >= dcom X Vbat X 1/R (2)
[0063]其中R为电路的总电阻(主要为马达I的电阻)。
[0064]图3a和3b示出针对高值的占空比，值Im可能被限制为值Imax。这通过每当Im超过Imax时就短暂地强制为续流状态来实现。
[0065]在图4中示意性地呈现控制装置的实施例。
[0066]该装置包括控制单元2，例如微控制器、ASIC电路、微处理器、SoC或类似物。
[0067]单元2接收⑶E和DIR作为输入控制信号并接收时钟信号CLK。其作为输出递送用于对马达I进行供给的H桥的MOS晶体管的控制信号，为了图的清楚和本公开简明起见，其中在此仅表示马达I的图1a-1c中的晶体管MI和M2。类似的，将仅仅只针对晶体管Ml详述用于生成扫掠速率(转换速率)的部件。这些部件包括被控制电流源21和被控制电流源31，其分别被设计为对晶体管Ml的控制栅极充电和放电。电流源21和31分别由控制单元2生成的信号S21和信号S31控制。例如，电流的坡度(转换速率)可以为3A/ys的量级，电压的坡度可为4ν/μ s的量级。晶体管M2直接由控制单元2生成的信号S41进行控制。检测器41递送逻辑信号12，其信号通知单元2通过晶体管M2的电流超过了 Imax。信号ref，其被连结至比较器的输入，与Imax成比例。其还是可由控制单元2的输出递送的信号。
[0068]在控制单元2的输入侧，信号DIR例如为二进制逻辑信号，其控制马达的旋转方向，也就是说，通过H桥的电流的流动方向(见图1a和lb)。信号CDE为PWM类型的设定点控制信号，具有设定点占空比d.，其确定供给负载的电流量，并因此确定马达I的速度和/或转矩。
[0069]控制单元2还接收信号Temp，其表示用作由H桥构成的开关结构中的开关的功率晶体管的结处的温度Tj。其可以是模拟信号或还可以是数字信号，在为模拟信号的情况下，在接收该模拟信号的输入处单元2可包括模拟一数字转换器，在数字信号的情况下，数字信号的最简单表达是采用2比特(每个温度阈值I比特)。其可由任何适当的温度传感器产生。
[0070]例如通过软件和/或通过硬连线逻辑，设计控制单元2以实现用于开关结构的控制策略。通过实现该策略所给出的控制实质上取决于信号⑶E和DIR，其确定用于马达I中的电流Im的一阶设定点。
[0071]此外，若干个机构使得可以就电流而言完善设定点以便特别是确保特定数量的保护。特别地，单元2实现温度敏感电流减少机构或TDCR机构。该机构在于使值Imax变化，干预控制策略，并且其对应于用于马达中的电流Im的最大准许值。
[0072]图5的曲线图图解利用根据介绍中阐述的现有技术的TDCR功能获得的电流限制。
[0073]这样的机构作用于值Imax从而干预开关结构控制策略。更特别地，该机构在该结构的MOS晶体管的结温Tj超过与报警温度相对应的第一阈值Tw时减少Imax的值。温度Tj可以是4个传感器(每个晶体管一个传感器)的温度的最大值或者也可以由放置在4个晶体管的安装区域的中心处的单个传感器测量。
[0074]这样，只要温度Tj低于Tw，Imax的值就恒定，等于确定的值。马达中的电流Im的值是按照设定点控制信号⑶E的占空比d_确定。给出作为Tj的函数的Imax的曲线40的对应部分40a，其在图5的曲线图上表示出来，为水平的笔直部分(或者具有轻微的负斜率)。
[0075]然而，对于超出Tw的Tj的值，Imax的值在Tj增加时线性减小。如图5的曲线图上所表示的，给出作为Tj函数的Imax的曲线的对应部分40b为具有负斜率的笔直部分。当温度Tj下降时，Imax的值增加。从而操作在图5中所标识的操作点41附近稳定。温度Tj的下降可能源自参数Imax的值的减小，特别是当马达中的电流Im被控制为其最大值或接近该最大值的值时。其还可源自其它原因，例如源自当电流中出现瞬态高设定点时设定点控制信号⑶E的占空比d_的减小。
[0076]在所有情况下，都不准许温度Tj的值超出第二阈值Tshd，第二阈值Tshd对应于切断(或“关断”)温度，其大于对应于报警温度的第一阈值Tw。这就是为什么对于超出Tshd的Tj的值要中断对MOS晶体管中的任何电流的控制以避免其损坏。
[0077]总之，对于负载中的电流(也就是对于马达中的电流Im)的最大准许值Imax在用于MOS晶体管结处的温度Tj的小的值的高极值和用于与切断温度对应的第二阈值Tshd的低极值之间变化。此外，作为温度Tj的函数，对于大于对应于报警温度的第一阈值Tw的Tj值来说，值Imax服从逆线性变化。一方面负载中的电流的最大准许值Imax与另一方面结温之间的平衡点实质地通过所述电流的上值和所述温度的下值来达到(也就是说，到可能的振荡内，其可能发生在操作点附近)。
[0078]在示例中，第一阈值Tw为150°C的量级，并且第二阈值Tshd为170°C量级，以保证作为汽车领域中的标准的8000小时的使用寿命。确实已知的是，晶体管的寿命与在过高温度下的操作中花费的时间成反比。阿累尼乌斯定律指示，操作温度每增加10°C，寿命就减半。例如，如果晶体管能够在150°C下操作1000小时，则其将在160°C下操作500小时，170°C下操作250小时等。因此，8000小时必须与热曲线(在每个温度下花费的总时间)相联系。通常通过在150°C的结温下固定1000小时来评估产品(就像应当在120°C的结温下花费8000小时)。
[0079]然而，想要使用更便宜的晶体管，因此不会像那么大(也就是说具有更窄的栅极)，其表现出比常规晶体管更高的内电阻Rdsw和类似地更高的热阻。因此在恒定的电流值下晶体管的结温更高，或者，作为必然的结果，对于TDCR机构的相同的温度阈值来说最大准许电流Imax更低。因此在这两方面经受对热性能双重影响。由此可以得出，由于TDCR机构的原因，更罕有可能利用可得到的最大电流来对负载进行供电，并且这在特定应用中和/或使用环境下可能是有害的。
[0080]为了补偿该现象以及允许利用可能瞬态地超过对应图5报警温度Tw的第一阈值的负载电流来进行操作，提出了对于已知TDCR机构的替换。
[0081]下面的想法在于非常轻微地减少寿命，以便瞬态地允许负载在最大电流下甚至在超过报警温度时操作。事实上，期望的瞬态电流是相对频繁的，但不表示显著的总的持续时间并且几乎不影响寿命。
[0082]参见图6的曲线图，所提出的机构可在阈值Tsup的情况下进行操作。如果所有其它情况相同，则该阈值可以例如与现有技术的机构的阈值Tshd(切断阈值)相同。例如，Tsup因此也可以等于约170°C。
[0083]对于负载中的电流(马达中的电流Im)而言所准许的最大值Imax仍然在针对在MOS晶体管的结处的温度Tj的小值的高极值Isup和针对大于阈值Tsup的温度值的低极值Iinf之间变化。
[0084]然而，给出作为Tj的函数的Imax的值的曲线表现出滞后，如将在阅读随后内容时理解的那样。
[0085]在温度上升阶段期间，在不修改对于维持在高极值Isup处的负载中的电流而言所准许的最大值Imax的情况下，MOS晶体管的结温的值Tj增加，直至其达到温度Tsup。
[0086]当温度Tj达到阈值Tsup (低于或等于切断温度)时，对于负载中的电流而言所准许的最大值Imax突然下降到低极值Iinf。表述“突然”被理解为意味着作出规定以立即获得负载中的电流的最大减少。值Iinf可以是零，因此对应于负载中的电流的总的归零。然而，优选地，Iinf关于高极值Isup非常低但不为零，以便允许负载维持操作，即便如此这也造成降级的操作模式。例如，低极值可以等于2.5A。当然可以按照所涉及的应用设想关于极高温度的值低的其它值。我们还要注意到，负载中的电流服从电感中的变化规律，并且因此，存在其间Im可能大于Imax的瞬态感应放电电流。
[0087]最后，在必然跟随负载中的电流的减小的温度下降阶段期间，准许值Imax例如线性地增加。其可针对温度Tj的给定值Tinf恢复高极值I sup。值Tinf对应于返回到针对负载中的电流而言所准许的最大值Imax Isup的高极值Isup的温度。可以设定系统尺寸以使得值Tinf可以实质地等于与现有技术的机构的报警温度(例如先前所指示的150°C )对应的值Tw。以这种方式，并且如果所有其它情况都等同，则操作特性不关于温度下降阶段被修改。
[0088]将注意到由于所使用的新晶体管的热阻大于目前为止所使用的晶体管的热阻，因此温度一直变化得更快。晶体管不在温度Tsup处或者接近后者的温度处维持很长时间。但是已经立即降低了电流值这一事实不会立即跟随有效果。温度仅仅以按着负载中的电流的衰减的时间常数的节律下降。Tj因此可以略微超过温度Tsup。在切断温度等于值Tsup的情况下，切断前的时间延迟使得可能防止后者在诸如这些的瞬态现象期间发生。
[0089]将理解的是，本发明的实施例使得可能在要求大瞬态电流(也就是说引起温度上升超过阈值Tsup的电流)时超出将由图5所图解的现有技术的TDCR机构所强加的以电流方式的限制。一方面负载中的电流的所准许的最大值Imax与另一方面结温Tj之间的平衡点通过所述电流的更低值和所述温度的更高值达到。这种操作方式与先前提到的现有技术的TDCR机构的特性完全相反。
[0090]假定控制装置因此被强迫在环境温度足够高的情况下在2%的寿命(即，160小时)中每5秒就瞬态地操作在等于阈值Tsup的温度下70毫秒，这表示在Tj = Tsup的情况下少于4个操作小时。对于Tsup = 180°C，阿累尼乌斯定律给出，关于120°C，加速因子为64。这表明着这4个小时等同于120°C的256个小时，也就是说3%的寿命。
[0091]这样，以略微削减晶体管寿命的可用限度为代价，以瞬态的方式规避阻止在必要的时候从可用的最大电流受益的现有技术的TDCR机构的限制作用。
[0092]将注意到可能发生如下情况，结温Tj超过现有技术的机构的报警阈值Tw并在该阈值以上维持一定的持续时间但从不达到温度Tsup。如果该持续时间相对地长，则该情形例如可能导致MOS晶体管被破坏。
[0093]这就是为什么一些实施例设想出将参照图7的曲线图解释的安全特征。
[0094]在这些实施例中，事实上，如果在温度上升阶段期间温度Tj高于温度阈值Tinf，低于温度阈值Tshd，同时在大于确定的时间延迟(例如2s)的持续时间低于所述阈值Tsup,则负载中的电流的最大准许值Imax突然减小至下限值Iinf。这里设想的典型情况对应于图7中的曲线部分63。电流Imax的快速减小由曲线部分63图解。当电流已减小时，温度Tj再次下落并且电流Imax能够然后随着开关元件处的温度减小被逐渐增加到上限值Isup0这由曲线部分64图解。
[0095]将注意到，图7的曲线能够在平衡点61处稳定。这里再次地通过温度的更高值和所准许的最大电流Imax的更低值达到该平衡。
[0096]在图7所示的示例中，低阈值的值可对应于现有技术的TDCR机构的报警阈值Tw的值。以一般的方式，可以参照高阈值的值限定阈值Tinf的值。在Tsup = 170°C且Tinf=150°C的示例中，低阈值的值实质地等于比高阈值的值小12%的值。
[0097]已经仅仅通过图解的方式给出上文的描述，并且上文的描述不对本发明的范围进行限制。任何技术上能够想到的变形实施例可能优选于所描述的实施例。
[0098]特别地，可在实现控制单元2的微控制器中基于外部模拟信号执行表示在MOS晶体管的P-N结处的温度Tj的数字信号Temp的生成。该数字信号temp还可对应于两个模拟比较器的输出，指示阈值Tinf和Tsup的交叉。
[0099]类似的，温度阈值的值不限制于在此纯以图解的方式给出的示例，并且可以是适合于应用的需要的任何值。
[0100]最后，本发明当然应用于对任何感性负载的控制，而不单是应用于电马达的控制。例如，这可能牵涉具有固定线圈和运动芯(或者相反的情况)的电磁致动器。
【权利要求】
1.一种用于感性负载的控制装置，包括: ?具有至少一个开关元件的开关结构，被适配为按照设定点数据(CDE)来在负载中驱动确定值的电流， ?控制单元(2)，被设计为利用如下机构来实现控制策略以基于设定点数据(CDE)生成用于开关元件的至少一个控制信号(S21，S31)，所述机构在于按照表示在开关元件处的温度的值将负载中的电流的最大准许值(Imax)限定在上限值(Isup)和下限值(Iinf)之间， 其特征在于所述机构使得其表现为用于如下的手段: ?在温度上升阶段期间，只要在开关元件处的温度低于第一温度阈值(Tsup)，就保持电流的最大准许值(Imax)恒定,等于上限值(Isup), ?开关元件处的温度值一达到第一温度阈值(Tsup)，就突然使得电流的最大准许值等于下限值(Iinf)，以及 ?在温度下降阶段期间，随着开关元件处的温度减小，准许电流的最大准许值逐渐上升回上限值(Isup)，从而找到平衡点。
2.如权利要求1中所述的装置，其中设定点数据是周期性的设定点控制信号的占空比。
3.如权利要求1或权利要求2中所述的装置，其中负载中的电流的最大准许值(Imax)的下限值(Iinf)为约2.5A。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的装置，其中第一温度阈值(Tsup)为切断阈值，其值实质地等于例如170°C。
5.如权利要求4中所述的装置，其中所述机构为使得进一步地，如果在温度上升阶段期间温度大于比第一温度阈值(Tsup)低的第二确定的温度阈值、同时低于所述第一温度阈值(Tsup)的持续时间大于确定的时间延迟，则然后在温度下降阶段期间电流的最大准许值将在被准许逐渐上升回上限值(Isup)之前被突然减小至下限值(Iinf)。
6.如权利要求5中所述的装置，其中第二温度阈值的值实质地等于比第一阈值小10%至15%的值，即例如150。。。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的装置,其中开关元件包括晶体管,例如MOS晶体管。
8.一种集成电路，其特征在于其包括如权利要求1至7中任意一项所述的装置。
9.一种用于感性负载的控制方法，包括在于如下的步骤: ?借助于具有至少一个开关元件的开关结构，按照设定点数据(CDE)来在负载中驱动确定值的电流， ?利用在于按照在上限值(Isup)和下限值(Iinf)之间的、表示在开关元件处的温度的值限定负载中的电流的最大准许值(Imax)的机构，来实现控制策略以基于设定点数据(OTE)生成用于开关元件的至少一个控制信号(S21，S31)， 其特征在于所述机构为使得: ?在温度上升阶段期间，只要在开关元件处的温度低于第一温度阈值(Tsup)，电流的最大准许值(Imax)就保持恒定，等于上限值(Isup)， ?开关元件处的温度值一达到第一温度阈值(Tsup)，就突然使得电流的最大准许值(Imax)等于下限值(Iinf),以及 ?在温度下降阶段期间，随着开关元件处的温度减小，准许电流的最大准许值(Imax)逐渐上升回上限值(Isup)。
10.如权利要求9所述的方法，其中设定点数据是周期性的设定点控制信号的占空比。
11.如权利要求9或权利要求10所述的方法，其中负载中的电流的最大准许值(Imax)的下限值(Iinf)为约2.5A。
12.如权利要求10至11中任意一项所述的方法，其中第一温度阈值(Tsup)为切断阈值(Tj)，其值实质上等于例如170°C。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述机构为使得进一步地，如果在温度上升阶段期间温度大于比第一温度阈值(Tsup)低的第二确定的温度阈值、同时低于所述第一阈值(Tsup)的持续时间大于确定的时间延迟，则然后随着开关元件处的温度减小，电流的最大准许值(Imax)将在被准许逐渐上升回上限值(Isup)之前被突然减小至下限值(Iinf)。
14.如权利要求13所述的方法，其中第二温度阈值的值实质地等于比第一阈值小10%至15%的值，即例如150。。。
【文档编号】H02M1/32GK104205636SQ201280063784
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2012年12月17日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】A·帕斯夸莱托 申请人:法国大陆汽车公司, 大陆汽车有限公司