用于电机的驱动电路的制作方法
【专利摘要】在各个实施例中，提供了一种电路布置，其具有桥电路，所述桥电路包括串联连接的至少两个开关；桥节点，可以提供相电压，被设置在所述至少两个开关之间；电机，具有至少一个耦合到所述桥节点的相绕组；控制器，其中在出错情况下，所述控制器可以被配置用于关断所述至少两个开关，并确定是否满足预定条件，并且取决于是否满足预定条件，进行以下其中一项，延迟关断所述解耦开关；以及同时关断所述至少两个开关和所述解耦开关；其中所述控制器可以当所述解耦开关被关断而不受到在所述至少两个开关被关断时施加到其的电流的永久损坏时，确定满足所述预定条件。
【专利说明】
用于电机的驱动电路
【技术领域】
[0001 ] 在各个实施例中，提供了一种用于电机的驱动电路。
【背景技术】
[0002]三相电机被经常使用在汽车应用中，以及其他领域中。一些应用为安全应用，其中对应的系统被要求即使在控制所述系统的电子实体不再可用时也进入故障-安全模式，例如，当其被损坏并且因此不再能够控制所述系统时。在任何一种可以使用三相电机进行电动转向的车辆的情况下，应当允许在故障-安全模式下转动方向盘。对于AC感应电机，即转子的磁场由感应电流创建的电机，这不是个问题。然而，当使用AC同步电机时，例如PMSM(永磁同步电机)，其允许从紧凑并轻便的机械系统产生高转矩，这会存在问题:即使在电机例如由于系统出错被关停之后，仍然在旋转的转子的永磁体的磁矩将在定子的线圈中感应出电流，并且，事实上，转矩将反作用到转子上。这可能导致电机可被阻挡并且因此不能转动的情况。为了避免在使用PMSM时电机出现这种状态，必须确保在故障-安全模式中不会在每相的绕组中出现电流循环。为了满足所述要求，需要实施合适的电路以用于在故障-安全模式中将这些相隔离。在早期应用中，隔离电路基于机械继电器。现在，机械继电器主要被晶体管形式的固态继电器所取代，这些晶体管被布置在电机的各个相和逆变器的半桥之间。然而，当固态继电器被用来隔离这些相时，必须处理需要被耗散以关闭系统的大量能量。就固态继电器可能在故障-安全模式中遭到损坏或为了防止损坏发生而必须使用昂贵的功率元件来看，可能证明了该能量是有问题的。
【发明内容】
[0003]根据各个实施例，提供了一种电路布置，其具有桥电路，所述桥电路包括串联连接的至少两个开关；桥节点，被布置在所述至少两个开关之间，其中所述桥节点可以被配置来提供相电压；电机，具有至少一个与所述桥节点耦合的相绕组；解耦开关，连接在所述桥节点和所述电机之间；控制器，与所述解耦开关耦合并且与所述至少两个开关耦合，其中在出错情况下，所述控制器可以被配置用于关断所述至少两个开关，以确定是否满足预定条件，并且进行以下一项，在不满足所述预定条件的情况下，关断所述解耦开关，其中所述解耦开关的所述关断关于所述至少两个开关的所述关断被延迟；以及在满足所述预定条件的情况下，同时关断所述至少两个开关和所述解耦开关；其中所述控制器可以被配置为当所述解耦开关可以被关断而不遭受由于在所述至少两个开关被关断时施加到其的电流导致的永久损坏时，确定所述预定条件得到满足。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]在附图中，贯穿不同的视图，相同的附图标记通常指代相同的部分。附图没有必要按照比例绘制，而是通常将重点放在示出本发明的原理。在下面的附图中，参照附图对本发明的各种实施例进行描述，其中:
[0005]图1示出根据各个实施例具有一个半桥的电路布置；
[0006]图2示出根据各个实施例具有三个半桥的电路布置；
[0007]图3示出根据各个实施例具有三个半桥的另一个电路布置；
[0008]图4示出描述在根据各个实施例的电路布置内的控制器的配置的过程流程的流程图；以及
[0009]图5示出操作根据各个实施例的电路布置的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0010]下面的详细描述参照附图，以例示的方式示出可以实施本发明的具体细节和实施例。
[0011 ] 词汇“例示性”在这里被用来意指“作为例子、实例或例示”。在本文被描述为“例示性”的任何实施例或设计并不必然被解释为优选的或比其他实施例或设计更具有优势。
[0012]关于沉积的材料被形成在侧面或表面“之上”所使用的词汇“之上”，在这里可以用来意指沉积的材料可以被“直接在之上”形成，例如直接接触隐含的侧面或表面。关于沉积的材料被形成在侧面或表面“之上”所使用的词汇“之上”，在这里可以被用来意指沉积的材料可以被“间接在(隐含的侧面或表面)之上”形成，其中有一个或多个额外的层被设置在隐含的侧面或表面与所述沉积的材料之间。
[0013]在图1中，示出了根据各个实施例的电路布置100。根据各个实施例的电路布置100可以包括逆变器电路110 (桥电路)，逆变器电路110可以具有串联连接的至少两个开关，即第一开关102和第二开关106。第一开关102和第二开关106可以形成半桥，使得第一开关102可以为高侧开关并且第二开关106可以为低侧开关。至少两个开关102、106 (在附图中也被指代为桥开关)可以被配置为固态开关，例如为晶体管，例如为场效应晶体管，场效应晶体管诸如为MOSFET (金属氧化物场效应晶体管)。第一开关102的一个端子可以被率禹合到第一参考端子116,第一参考端子116可以处于第一参考电位,例如电池电位或任意其他类型的电源电位，并且第二开关106的一个端子可以耦合到第二参考端子118，第二参考端子118可以处于第二参考电位，例如地电位。第一参考电位和第二参考电位之间的差限定桥电压。桥节点104可以布置在至少两个桥开关102、106之间，并且可以被配置用来提供相电压，所述相电压可以对应于具有对应于桥电压的幅值的正弦电压。根据各个实施例的电路布置100可以进一步包括电机112,电机112具有至少一个相绕组，所述至少一个相绕组经由解耦开关108与桥节点104耦合，解耦开关108连接在桥节点104和电机112之间。解耦开关108，类似于逆变器电路110的至少两个开关，可以被配置为固态开关，例如为晶体管，例如为场效应晶体管，诸如M0SFET。根据各个实施例的电路布置100可以进一步包括与解耦开关108耦合并且与至少两个桥开关102、106耦合的控制器114，其中在出错情况下，控制器104可以配置用来关断至少两个开关102、106以确定是否满足预定的条件，并且，或者在不满足所述预定条件的情况下，关断所述解耦开关108，其中所述解耦开关108的所述关断关于所述至少两个开关102、106的所述关断被延迟；或者在满足所述预定条件的情况下，同时关断所述至少两个开关102、106和所述解耦开关108。所述控制器114可以被配置为当所述解耦开关108可以被关断而不遭受由于在所述至少两个开关102、106被关断时施加到其的电流导致的永久损坏时，确定所述预定条件得到满足。要注意的是，与图1中作为一个实体的控制器114的表示相反，控制器114同样可以包括至少两个单独的模块，它们可以彼此通信地耦合，其中一个模块可以被配置用于控制至少两个桥开关102、106，并且另一个模块可以被配置用于控制解耦开关108。
[0014]下面的电路布置的和对应的控制所述电路布置的方法的各个实施例所基于的理念为这样的机制和/或方法:通过所述机制和/或方法可以选择用于关断解耦开关108的最优化时间点，例如在出错情况下。所述最优化关断可以通过将解耦开关108的关断关于逆变器电路110的至少两个桥开关102、106延迟或通过同时关断解耦开关108和至少两个桥开关102、106而实现。是将解耦开关108与至少两个桥开关102、106同时关断，还是将解耦开关108以关于至少两个桥开关102、106的关断以延迟的方式进行关断的判断，由控制器114做出。控制器114可以被配置用于评估至少一个参数并且基于所述评估的结果，其可以被配置用于在出错情况下关断至少两个开关102、106并同时关断解耦开关108或延迟一定时间再关断解耦开关108。所述至少一个参数可以包括在关停逆变器电路110的时间处电机112的旋转转子和定子之间的相对位置和/或速度、相电流的值、相电压的值、第一参考电位的值(例如，电池电压)、出错情况的类型(根据各个实施例为短路或开路、它们在电路布置100内的位置)。相电流可以指代由电机112在任一时刻汲取或生成的电流，任一时刻即在正常操作期间，即在根据各个实施例的电路布置没有出现出错情况的操作期间，或在处于其在出错情况下的操作期间，即在至少两个开关102、106由于检测到出错情况而已经被关断之后。
[0015]在通常的安全应用中，存在出错情况下系统需要被尽可能快的关停的范式，与之对照，下面的方法可以包括如已经在上面解释过的情况，在这些情况中，解耦开关108不与至少两个桥开关102、108同时(即，尽可能快地)关断。在汽车领域，安全应用经常具有应用安全时间。可以近似处于从大约1ms到大约30ms之间的范围内的所述应用安全时间，为允许应用用于在其进入故障-安全模式之前检测与正常操作状态的任何偏离和/或任何异常状况的时间。在所述时间期间，所述系统动态可能为不受控制的或不可预知的。在所述应用安全时间已经过去之后，必须再次取得对所述系统的控制，并且其能够或者返回到正常操作模式，或者进入故障-安全模式。控制器114可以被配置用于监视根据各个实施例的电路布置100的出错状况，例如其可以对指示是否有某种出错发生的出错状况变量进行监视。在发生出错的情况中，控制器114可以使用所述应用安全时间来确定/评估其对系统的可能影响，然后确定解耦开关108与至少两个开关102、106是否要同时关断或是关于至少两个开关102、106延迟关断解耦开关108。换句话来说，应用安全时间可以被用于出错的估计并且因此等同于出错估计时间。
[0016]控制器114还可以被配置用于应对发生在安全应用外部的出错，即发生在根据各个实施例的电路装置100外部的出错。为了所述目的，控制器114可以包括外部出错端子(图1中未示出)以接收来自外部的外部出错信号。当接收到所述外部出错信号时，即使在根据各个实施例的电路装置100之内没有检测到出错，控制器114也可以被配置为进入故障-安全模式。然而，在所述情况下，控制器114也可以被配置为确定用于关断解耦开关108的最优时间点，通过关于逆变器110的至少两个桥开关102、106的关断将解耦开关的关断延迟或者通过同时关断解耦开关108和至少两个桥开关102、106。换句话说，当接收到外部出错信号时，且根据所述外部出错信号，根据各个实施例的电路布置100要被关断，则控制器114可以被配置用于实施与检测到根据各个实施例的电路布置100内部的出错情况相同的处理方案。可替换地，控制器114可以被配置为当接收到外部出错信号时，且根据所述外部出错信号，根据各个实施例的电路布置100要被关断时，如果解耦开关可以被关断而不被相电流损坏，则同时并立即关断逆变器电路110的解耦开关108和至少两个桥开关
102,106ο
[0017]根据各个实施例的电路布置100可以被容易地适配用于包括多于一个的半桥。例如，根据各个实施例的电路布置可以包括半桥形式的另外的支路，如果负载需要两个不同的相电压，则所述半桥可以提供另外的相电压。在下面，根据各个实施例的包括三个半桥的电路布置200将参照图2进行描述。
[0018]在图2中示出的根据各个实施例的电路布置200可以被视为在图1中示出的根据各个实施例的电路布置100的扩展,就逆变器电路110包括三个半桥而非仅一个半桥这一方面而言。因此，三个不同的相电压被提供在根据各个实施例的电路布置200内并被提供给电机112的三个相绕组。在图1中示出的根据各个实施例的电路布置100中，假定了需要单相电压的负载，例如单相电机112，然而，在图2中示出的根据各个实施例的电路布置200假定为使用需要三个相电压的负载，例如三相电机112。因此，在图2中示出的电路布置200可以被配置用于向电机112提供三个相电压，其中每相电压具有关于另一个相具有120°的相位偏移。
[0019]在下面，将以图1中示出的电路布置100作为基础开始描述根据各个实施例的电路布置200。图1中示出的元件将不再被描述，在图1中示出的元件之外，根据各个实施例的电路布置200可以进一步包括第二半桥，第二半桥包括第三开关122和第四开关126。第三开关122的一个端子可以I禹合到第一参考端子116,第一参考端子116可以处于第一参考电位，例如电池电位或任意其他类型的电源电位，并且第四开关126的一个端子可以耦合到第二参考电位118，第二参考电位118可以为第二参考电位，诸如地电位。第二桥节点124可以被布置在第二半桥的至少两个桥开关122、126之间，并被配置用于提供第二相电压给电机112的第二相绕组。电机112的第二相绕组可以经由第二解耦开关128耦合第二桥节点124。根据各个实施例的电路布置200可以进一步包括第三半桥，第三半桥包括第五开关132和第六开关136。第五开关132的一个端子可以耦合到第一参考端子116，并且第六开关136的一个端子可以耦合到第二参考端子118。第三桥开关134可以被布置在第三半桥的两个桥开关132、136之间，并且被配置用于提供第三相电压给电机112的第三相绕组。电机112的第三相绕组可以经由第三解耦开关138与第三桥节点134耦合。类似于参照图1描述的开关，第二半桥和第三半桥的桥开关可以被配置为固态开关，例如晶体管，例如场效应晶体管，诸如MOSFET。
[0020]如在图2中示出的，控制器114与逆变器电路110的三个半桥内提供的每个桥开关102、106、122、126、132、136耦合并且与三个解耦开关108、128、138中的每一个耦合。与逆变器电路110内的半桥数量无关，控制器114可以被配置用于在出错情况下关断逆变器110内的全部半桥开关，以确定是否满足预定条件，并且在不满足预定条件的情况下关于桥开关102、106、122、126、132、136的关断而延迟解耦开关108、128、138的关断，或者在满足预定条件的情况下同时关断桥开关102、106、122、126、132、136和解耦开关108、128、138。同样，与逆变器电路110内呈现的半桥数量无关，控制器114可以被配置用于当解耦开关可以被关断而不遭受由于在桥开关108、128、138被关断时它们被施加的相电流导致的损害时，确定预定条件得到满足。
[0021]在下面，将参照图4讨论可能的出错场景以及它们对由控制器114控制的根据各个实施例的电路布置的关断策略的影响。所述描述将基于根据各个实施例的电路布置，所述电路布置在逆变器电路110(图2中示出)中包括三个半桥。然而，其可以被类似地施加到具有仅包括一个半桥或两个半桥的逆变器电路110的电路布置中。
[0022]在图4中，示出流程图400以说明过程流程，一旦在步骤102中检测到出错状况的出现，则由控制器114发起所述过程流程。出错状况的出现可能是由于通过控制器114检测到的在根据各个实施例的电路布置本身之内的出错。可替换地，可能由控制器114接收到的外部出错信号可以促使所述电路布置进入故障-安全模式。在这两种情况中，控制器114被配置用于以这样一种方式关停所述系统，这种方式可以最小化桥开关和/或解耦开关遭受:永久损害的风险。
[0023]当在根据各个实施例的电路布置中检测到出错状况的出现时，可能需要处理两个场景。在一个场景中，短路发生在桥开关的任意一个中。假定任意一个桥开关中的短路提供具有穿过半桥的可忽略的欧姆电阻的电路径。任意一个桥开关中的短路可以通过监视相应的半桥中的其他桥开关两端的电压和/或流过所述其他桥开关的电流而被检测到。当其他桥开关被接通时，在第一参考电位和第二参考电位之间可以检测到短路。在另一个场景中，开路发生在桥开关的任意一个中。假定任意一个桥开关中的开路等效于无穷电阻，使得没有相电流准许由此通过。在桥开关的任意一个中的开路可以通过监视在对应桥节点处的相电压而检测到。当在出错情况下桥开关被关断并且电机112的转子保持旋转时，相电流仍然被产生并且被强制朝向解耦开关和/或对应的桥节点流动或从其汲取。然而，在某些情况下，由于电机112中提供的电感，甚至在电机112已经停止旋转之后，相电流仍然在高达若干百微秒的时间尺度上被产生(被感应)。然后相电压可能呈现超出桥电压的电压范围的值。因此通过监视相电压，控制器114可以能够确定在各个半桥中的桥开关是否出现开路。在这两种情况下，在任意一个桥开关中开路的出现或闭路的出现还包含这种情况:开路或闭路出现在桥电路的外围并且影响对应桥电路和其他电组件之间的电连接。
[0024]当由控制器114检测到出错状况或当合适值的外部出错信号被控制器114接收时，在流程图400的步骤404中，全部桥开关可以被关断。在开路出现在任意一个桥开关中的情况下，由于不可能通过由控制器114施加的对应开关信号而主动地关断所述桥开关，所述桥开关可能保持接通。
[0025]当所述桥开关被关断时，控制器114被配置用于判断解耦开关是否可以被同时关断(即，与桥开关同时)或它们的关断是否可以被延迟以避免解耦开关受到损坏。由于控制器114可以具有关于电机112的转子的位置和旋转速度的信息，因此可以计算/预测桥开关和解耦开关是否可以被同时关断。具有一般来说正弦形状的每个相电流的值可以在检测到桥开关处的短路的同时被控制器114得知。因此，当控制器114判断解耦开关坚实到足够承受由过大的相电流导致的过电压状况时，控制器114可以被配置为在步骤406中同时关断全部解耦开关，即，与桥开关同时。也就是说，如果相电流可以被解耦开关有效阻止而解耦开关不会受到永久损坏时，控制器114可以将解耦开关和桥开关一起关断。
[0026]然而，如果控制器114确定解耦开关没有坚实到足以承受由过大的相电流导致的过电压状况，可以将解耦开关的关断延迟，例如直到在步骤408中对应的相电压过零时。电压过零可以由相电压反馈检测到，相电压反馈可以包括在控制器114中或作为单独实体在根据各个实施例的电路布置中提供。相电压反馈可以被配置为将逆变器电路电压的一半(即，桥电压的一半)与实际的相电压进行比较的比较器电路，所述逆变器电路电压的一半可以对应为车辆电池的12V，真实的相电压即为对应桥节点的电压。该比较的正值可以指示上部电路径当前正被使用，即，对应的相绕组电耦合到第一参考端子116，其中对应的高侧开关的续流电路径(例如续流二极管)可以被使用。该比较的负值可以指示下部电路径当前正被使用，即，对应的相绕组电耦合到第二参考端子118，其中对应的低侧开关的续流路径(例如续流二极管)可以被使用。通过在那两个状态之间的过渡阶段触发对应的解耦开关的关断，控制器114可以能够在对应的相电流的过零处关断对应的解耦开关。然而，如果相电流正在衰减，那么全部三个解耦开关还可以在一个相电流的过零出现时被关断，如果控制器114能够确定(例如从理论模型或从查找表中确定)相电流的衰减如此之快，使得当在其他解耦开关的过零处关断而对其他解耦开关而言没有遭受永久损坏的危险。在这种情况下，仅有一个解耦开关将在对应的相电流的过零处被关断，其他两个将在它们的相电流的值不为零时关断。要注意的是，在对应桥开关处发生开路之后，可能无法获得穿过桥开关的主体二极管的续流路径。相电压可以不再被钳位在桥电压之上的一个主体二极管阈值电压的值，或被钳位在参考电压之下的一个主体二极管阈值电压的值。因此，过大的相电压，或者为正，例如20V以上的相电压(而不是大致在根据各个实施例的电路布置的正常操作期间，对应于桥电压加上对应高侧开关的主体二极管的阈值电压的值)，或者为负，例如低于-20V的相电压(而不是大致在根据各个实施例的电路布置的正常操作期间，对应于参考电压减去对应低侧开关的主体二极管的阈值电压的值)可以为在对应桥开关(即高侧开关或低侧开关)处出现开路的指示器，其中控制器114可以进一步被配置为检测以用于诊断目的。
[0027]在步骤406所表示的另一个场景中，控制器114可以将解耦开关的关断延迟直到由电机112仍然产生的相电流衰减到某个阈值之下。所述阈值可以被定义或基于桥开关的额定最大操作参数。
[0028]一般来说，延迟解耦开关的关断可以允许相电流衰减到低到足以有效地被低侧开关阻止，低侧开关通常更便宜，诸如为设计用于开关低功率晶体管而不是昂贵的功率晶体管。
[0029]当桥开关和/或解耦开关被配置作为半导体开关时，例如M0SFET，以上提及的过电压状况可以为这样的状况:各个半导体开关操作在其额定最大操作值之外。例如，以上提及的过电压状况可以对应于对应的半导体开关操作在雪崩模式。因此，由控制器114做出的各个解耦开关是否可以在给定的相电流施加到其时被关断的判断可以基于各个解耦开关是否将进入雪崩模式的估计，以及如果将进入，那么各个解耦开关是否将能维持雪崩模式的操作且不因此遭受永久损坏的估计。控制器114可以被配置用于预测相电流进一步的临时发展，例如，基于使用可用参数的理论模型，可用参数诸如为电机112中的转子的旋转速度、电机112的转子和定子之间的相对位置、电机112的内部阻抗和/或转子磁场。然而，相电流的实际测量值还可以被用于其进一步临时发展的预测，由于要求的测量电路(例如，霍尔传感器、分流电阻器)通常存在于普通的电机控制电路中。可替换地，控制器114可以使用查找表，查找表可以包含在给定的相电流处或在转子的给定的旋转速度处和/或电机114的转子和定子之间的相对位置处各个解耦开关是否可以被关断。换句话说，所述查找表可以包含基于已经预先计算的场景的某些值，这些值考虑到电机112的特定设计以及半导体开关的额定操作参数。
[0030]在控制器114已经发起根据流程图400中的步骤406、408、410的过程之后，可以被配置为进一步应用功率管理。功率管理的目的可以认为是分配要耗散的能量，使得没有桥开关和解耦开关将被损坏。要耗散的能量源自电机112，电机112中的转子不会立即停止，而是在桥开关已经被关断之后持续转动并且由此继续来在定子中感应相电流。解耦开关关断的目标在于通过将逆变器电路110从电机112中分离来阻挡该相电流。其还可以保护桥开关不被增长的相电压和/或相电流损坏。然而，代替于使用在任何时刻都可以关断的高功率开关，根据各个实施例的电路布置中的方法是使用低功率开关来阻挡可能位于开关的额定操作范围之外的电流。因此，要耗散的能量的重新分配的方案可以被实施以用于来防止解耦开关的损坏。
[0031]通过关断桥开关，逆变器电路110之内的至少一个半桥中的相电压可以上升到其的正常值之上。当解耦开关被关断时，所述增大的相电压可能导致过电压状况，即在解耦开关被配置作为MOSFET时操作在雪崩模式。由控制器114采用的功率管理目标在于分配要耗散的能量以减轻阻止电机112和逆变器电路110之间的电流路径的(多个)开关上的电应力(并且由此热应力)。当开关(为桥开关或解耦开关)被配置作为半导体开关时，举例来说，诸如为MOSFET的晶体管，可以说功率管理的目标在于将雪崩能量分配到不同的晶体管。在本描述的范围之内，雪崩能量可以指代晶体管在其以雪崩模式的操作期间耗散的能量，其中所述能量可以以在晶体管中产生的热的形式耗散。换句话说，雪崩能量可以指代随时间流逝晶体管本身可以吸收的功率的量和在以雪崩模式操作期间耗散的功率的量。
[0032]采用功率管理的一个措施可以为同时关断若干解耦开关，如已经在图4示出的流程图400的步骤410中指示的那样。通过这样做，若干解耦开关，而不是仅有一个解耦开关，主动地阻止根据各个实施例的电路布置中的循环电流，从而能量被分配在它们之中进行耗散。
[0033]采用功率管理的进一步的措施可以为接通以过电压状况操作的开关(为桥开关或解耦开关)。因此，所述开关将不再主动阻止电流路径并且其可以停止在过电压状况下的操作。然后其阻止特性可以被对应半桥中的其他开关(包括对应的解耦开关)接管。可以接通的开关可以为这样的开关:在所述开关中已经耗散了与其他可以同样操作在雪崩模式的开关相比最高的雪崩能量。可以接通的开关可以为这样的开关:在所述开关中已经耗散了可能对应的预定的雪崩能量。所述预定的雪崩能量可以对应于开关可以承受而不遭受永久损坏的最大额定耗散能量(考虑安全裕度)。
[0034]采用功率管理的另一个措施可以包括开关方案，在所述方案中承受过电压应力最多的至少一个开关被以一定的频率或以可变的间隔接通和关断以具有热应力和热释放的交替阶段。例如，可以使用PWM(脉宽调制)方案。通过接通和关断半导体开关，例如，雪崩能量可以根据半导体开关的最大额定操作参数进行配给。假定当半导体开关操作在雪崩模式时，其处于高热应力之下并且因此处于热应力的阶段。因此，假定当半导体开关没有操作在雪崩模式时，即，没有关断和阻止相电流时，其处于低(较低)热应力之下并且因此处于热释放的阶段。
[0035]在下面，由控制器114采用的功率管理将基于图2中示出的根据各个实施例的电路布置200进行解释。仅出于说明的目的，假定开关，即六个桥开关102、106、122、126、132、136和三个解耦开关108、128、138被配置为晶体管，例如M0SFET。仅出于说明的目的，进一步假定出错状况是由于在第三开关122中出现开路，第三开关122即第二半桥的高侧开关。
[0036]当控制器114检测到第三开关122中的开路时，根据图4的流程图400中示出的过程流程的步骤404，全部其他的桥开关102、106、126、132、136被关断。然后，取决于相电流的幅度，解耦开关108、128、138被关断。同时，由于朝向第一参考端子116，例如通过第三桥开关122中的续流二极管的续流路径不可用，并且因此相电流可能已经在第二桥节点124处产生很大的潜在增长，使得第四桥开关126可能无法有效地阻止第四桥节点124和第二参考端子118之间的电压并且实际上进入雪崩模式，那么第四桥开关126可能操作在雪崩模式。全部三个解耦开关108、128、138的同时关断将导致电压应力，例如雪崩能量，例如从第四桥开关126到那三个解耦开关中的至少一个且最多两个进行分布。要提及的是，取决于相电流的方向，三个解耦开关108、128、138中的至少一个且最多两个可以进入雪崩模式。至少一个其他解耦开关可以经由其续流路径导通相电流，续流路径例如为续流二极管(其可以以MOSFET的固有主体二极管的形式被提供在每一个解耦开关中)。在所述例子中，第四桥开关126、第一解耦开关108和/或第三解耦开关138可以被交替地接通来应用功率管理方案，所述方案的目标在于令接通的开关在保持接通并且因此没有被用来阻止相电流的时间段期间从热应力中复原。一般地，如果控制器114确定来自相电流的、位于解耦开关108、128、138的至少一个上、或位于桥开关的至少一个上的应力太高，那么该解耦开关或该桥开关将在其可以恢复的期间接通一段时间。仅出于说明的目的，假定第一解耦开关108运行在被在那里耗散的过大雪崩能量损坏的风险之下。当第一解耦开关108被配置作为带有主体二极管的MOSFET时，MOSFET以图3所示的方向布置，这可能仅为如下情况:如果来自第二参考端子118朝向电机112的电流流过第一桥节点104，然后由于穿过第一解耦开关108的主体二极管的续流电路径对于所述电流方向来说将不可用。因此，第一桥节点104和第一解耦开关108之间的电位可以大幅增长，导致施加到第一解耦开关108两端的高电压。结果，第一解耦开关108可以进入以雪崩模式的操作。为了防止第一解耦开关108的损坏，其可以被接通一段时间。在所述实例中，也可能有电流从电机112流向第二桥节点124和第三桥节点134。流向第三桥节点134的电流将流过第三桥开关138和第五桥开关132的导通的主体二极管，留到第一参考端子116，例如电池。流向第二桥节点124的电流将流过第二桥开关128的导通的主体二极管。在所述示例性场景中，第三桥开关122受到开路的影响，电流将被防止流向第一参考端子116。作为替代，其可以驱动第四桥开关126进入雪崩模式。这意味着在所述实例中，第一解耦开关108和第四桥开关126可以受到若干热负荷的影响。通过以排他的方式接通第一解耦开关108或第四桥开关126，可以实现受到若干热负荷影响的两个开关之间的功率管理。在所述过程期间，由于电流从第二参考端子118通过电机112流向第一参考端子116，电池可以被充电。在所述过程期间，所述电流将不会增大，然而其中第一解耦开关108将接通的相可以延长电流衰减所花的时间。在一段时间之后，例如在第一解耦开关108已经恢复之后，即冷却之后，其可以被再次关断，从而再次有效地阻止用于相电流的电路径。第一解耦开关108可以在可变的时间段内被接通或关断，例如在PWM方案中，由电机112产生的相电流的量可能要求解耦开关108的若干应力和释放阶段，直到其全部的旋转能量被耗散并且其最后停止其旋转运动。
[0037]刚才描述的过程可以被应用到根据各个实施例的电路布置200的每个其他支路，即彼此相互独立的包括第二半桥(第三开关122和第四开关126)和第二解耦开关128的第二支路和/或包括第三半桥(第五半桥132和第六半桥136)和第三解耦开关138的第三支路。例如，如果第二解耦开关128和第三解耦开关138被反复接通和关断，例如以PWM方案，它们可以被同时地接通和关断或它们可以被彼此独立地接通和关断。
[0038]在图3中，根据各个实施例的电路布置的另一个实施方式300被示出。实施方式300基于图2示出的电路布置200。每个开关，即六个开关102、106、122、126、132、136和三个解耦开关108、128、132被配置为M0SFET，每个包括固有的主体二极管，当对应开关被关断时，所述主体二极管可以被用作续流二极管。要注意的是，三个解耦开关108、128、138的主体二极管的布置可以被逆向，即续流路径的方向可以被逆向。在根据各个实施例的电路布置的实例300中，示出电阻器310，其被耦合在逆变器电路110的低侧开关和第二参考端子118之间。电阻器310可以为分流电阻器，其可以被用来确定相电流的幅度。图3示出的其布置为例示性的一个布置，分流电阻器或多个分流电阻器可以被提供在根据各个实施例的电路布置300内的其他位置之间，例如，在解耦开关108、128、138的任何一个和电机112之间的任何一个电路径中。为了清楚起见，控制器114和开关之间的具体连接已经在图中省略了。在图3示出的实施例中，控制器114包括专用电路306，专用电路306被配置用于监视出错状况并且判断在出错状况下什么时候关断解耦开关。小箭头304指示专用电路306对桥开关的影响，其在检测到或报告出错状况的情形下被关断。大箭头308指示专用电路306对解稱开关的影响，其可以或者与桥开关一起关断或相对桥开关的关断延迟关断。如基于图4中示出的流程图400解释的那样。控制器114进一步包括外部出错端子302，通过外部出错端子302，其可以接收指示根据各个实施例的电路布置300内的桥电路要被关停的外部出错信号。一般来说，控制器114可以接收指示相电压和/或施加到桥开关两端的电压的信号以确定桥开关处的短路。相电流的检测将确定相电流是流过根据各个实施例的电路布置的各个半桥的闻侧开关还是流过低侧开关。在给定的半桥中，从流过闻侧开关的电流到流过低测电流的转变或与之相反的转变将改变相电压并且因此指示相电流的过零。
[0039]俯瞰图3中示出的实施例，当正确极性的、大于二极管正向电压的电压被施加到它们时，续流二极管基本上为单向的电路径，并且续流二极管始终接通。所述事实在功率管理方案期间被考虑到，在该管理方案中可能不总是能够打开承受雪崩操作的热应力的解耦开关，并且这可能导致电机112和参考电位之间的容易的导电路径。
[0040]在图5中，示出流程图500说明操作根据各个实施例的电路布置的方法。在步骤502，所述方法可以包括在出错情况下关断至少两个开关(桥开关)。要提及的是，如果在桥电路中出现短路，那么可能无法依靠用于控制器114的合适信号来主动地将所述开关关断。在这种情况下，受影响的桥开关将保持接通。
[0041]在下一个步骤504中，所述方法可以包括确定是否满足预定的条件。如之前提及的，当所述解耦开关(或者多个解耦开关)可以被关断而不遭受在至少两个开关(桥开关)被关断时施加到它(或它们)的电流的永久损坏时，预定条件得到满足。
[0042]如果条件没有得到满足，所述方法可以包括在步骤508中关于所述至少两个开关(桥开关)延迟所述解耦开关(或多个解耦开关)的关断。在根据各个实施例的电路布置具有多于一个支路，即，多于一个半桥，的情况下，那么单独的解耦开关可以被同时关断(但是仍然在桥开关被关断之后的一段时间)或单独延迟不同的时间使得它们不在同样的时刻关断。
[0043]如果条件得到满足，那么所述方法可以包括在步骤506中同时关断至少两个开关(桥开关)和所述解耦开关(或者多个解耦开关)
[0044]这里描述的根据各个实施例的电路布置和用于其操作的方法，提出一种可行的实例，为用在功率辅助转向系统中，例如用在任意种类的车辆中。
[0045]出错状况的检测，例如在根据各个实施例的电路布置之内的第一出错情况和第二出错情况，可以基于监视电流和/或电压是否超出或下切(undercut)某个阈值，例如第二阈值和第三阈值。阈值可以被选定来使得当相应的阈值被监视值超出或下切时，可以事实上保证了出错状况的出现。
[0046]然而，作为监视诸如相电流和/或相电压的某些值以确定是否出现出错状况的替代，可以使用测试模式作为替代或附加。换句话说，根据各个实施例的电路布置对测试模式的反应，例如施加到所述开关的某些控制脉冲，可以进行分析以检测出错情况。提出一个实例，桥开关或解耦开关可以由适当配置的控制信号接通或关断。如果在将激活或解除激活的控制信号应用到该开关时，在对应的半桥中没有检测到相电流或相电压的改变，那么所述开关可以被分类为受到开路影响并且因此为故障。
[0047]根据各个实施例，提供了一种电路布置，包括桥电路，桥电路包括串联连接的至少两个开关；布置在至少两个开关之间的桥节点，其中所述桥节点可以被配置用于提供相电压；具有与所述桥节点耦合的至少一个相绕组的电机；连接在所述桥节点和所述电机之间的解耦开关；与所述解耦开关耦合并且与所述至少两个开关耦合的控制器，其中在出错情况中，所述控制器可以被配置为关断至少两个开关，以确定是否满足预定条件，并且在不满足所述预定条件的情况下，关断所述解耦开关，其中所述解耦开关的所述关断关于所述至少两个开关的所述关断可以被延迟；或者在满足所述预定条件的情况下，同时关断所述至少两个开关和所述解耦开关；其中所述控制器可以被配置为当所述解耦开关可以被关断而不遭受由于在所述至少两个开关被关断时施加到其的电流导致的永久损坏时，确定所述预定条件得到满足。
[0048]根据所述电路布置的进一步的实施例，所述至少两个开关的第一开关可以被耦合到供电电位。
[0049]根据所述电路布置的进一步的实施例，所述至少两个开关的第二开关可以被耦合到参考电位。
[0050]根据所述电路布置的进一步的实施例，所述控制器可以被配置为当解耦开关坚实到足以承受由所述桥节点和所述相绕组之间的电位差导致的过电压状况时，确定预定条件得到满足。
[0051]根据所述电路布置的进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管。
[0052]根据所述电路布置的进一步的实施例，所述控制器可以被配置为当所述解耦开关能够承受由桥节点处的电位和相绕组处的电位之间的电位差引起的雪崩模式下的操作时，确定预定条件得到满足。
[0053]根据所述电路布置的进一步的实施例，所述控制器可以被进一步配置为从电机的转子关于定子的位置确定相绕组处的电位。
[0054]根据所述电路布置的进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置为监视所述相电压。
[0055]根据所述电路布置的进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置为关于所述至少两个开关的关断延迟所述解耦开关的关断，直到相电压或相电流过零。
[0056]根据所述电路布置的进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置为关于所述至少两个开关的关断延迟所述解耦开关的关断，直到由电机驱动的、朝向所述桥节点的电流的值减小到第一阈值之下。所述第一阈值可以由开关的额定操作参数定义或基于开关的额定操作参数，并且所述第一阈值指示所述至少两个开关的安全关断仍然是可能的这时的电流，例如通过关断，所述至少两个开关由于仍然被电机从所述桥节点驱出或驱向所述桥节点的电流(相电流)而可以不被损坏。
[0057]根据所述电路布置进一步的实施例，从所述电机反馈给所述桥节点的电流的第一阈值可以包括平均电流值或瞬时电流值。
[0058]根据所述电路布置进一步的实施例，从所述电机反馈给所述桥节点的电流的第一阈值可以包括瞬时电流值。
[0059]根据所述电路布置进一步的实施例，第一出错情况可以对应在至少两个开关的任何一个中出现短路。
[0060]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于监视所述至少两个开关的至少一个的两端的电压。
[0061]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于在所述至少两个开关的至少一个开关两端的电压超出第二阈值同时被接通时，检测第一出错情况。第二阈值可以由处于完全导通状态的对应开关的电阻(在MOSFET晶体管的情况下为RDS(0n))乘以最大允许的相电流来定义或可以与之对应(可能会考虑安全裕度)。
[0062]根据所述电路布置进一步的实施例，第二出错情况可以对应于开路出现在所述至少两个开关中的任何一个中。
[0063]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于在所述相电压超出或下切第三阈值时，检测第二出错情况。所述第三阈值可以对应于桥电压(即，第一参考电位116处的电压)加上二极管正向电压再加上安全裕度以可靠地检测在相应的高压侧桥开关中的开路情况或其可以对应于第二参考电压(即，第二参考端子118处的电压)减去二极管正向电压再减去安全裕度以可靠地检测低侧桥开关中的开路状况。
[0064]根据所述电路布置进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管并且所述控制器可以被进一步配置用于在所述解耦开关由于所述第二出错状况已经保持关断并且已经操作在雪崩模式一段时间之后，将解耦开关再次接通，在这段时间期间，其中相当于或小于最大额定耗散能量部分的能量部分已经被耗散。
[0065]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于在解耦开关已经由于第二出错情况而被关断之后，以时钟方式驱动解耦开关，使得其被连续接通和关断。
[0066]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于以时钟方式驱动解耦开关，使得在其保持关断和操作在雪崩模式期间耗散在其中的能量部分对应于或小于最大额定耗散能量部分。所述最大额定耗散能量部分可以为所述开关没有受到任何永久损坏而耗散在所述开关中的能量部分，永久损害例如由于过热而融化。
[0067]根据所述进一步的实施例，所述电路布置可以进一步包括串联连接的并且提供在所述桥电路中的两个另外开关；布置在另外的两个开关之间的另外的桥节点，所述另外的桥节点被配置用于提供另外的相电压；耦合在所述另外的桥节点和所述电机的另外的相绕组之间的另外的解耦开关，其中所述控制器可以与所述另外的解耦开关耦合并且与所述两个另外的开关耦合；其中在出错情况下，所述控制器可以被配置用于将所述至少两个开关和所述另外的两个开关一起关断；并且在不满足所述预定条件的情况下，关断所述另外的解耦开关，其中所述另外的解耦开关的所述关断关于所述开关的所述关断可以被延迟；或者在满足所述预定条件的情况下，同时关断所述另外的解耦开关和所述开关，其中所述控制器可以被配置用于当所述另外的解耦开关可以被关断而不遭受由于在所述至少两个开关被关断时施加到其的电流导致的永久损坏时，确定所述预定条件得到满足。
[0068]根据所述电路布置进一步的实施例，第一出错情况可以对应于出现在这些开关中任何一个开关中的短路。
[0069]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以被进一步配置用于监视所述开关中的至少一个开关两端的电压。
[0070]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以被进一步配置用于当所述开关中的至少一个开关两端的电压超出第二阈值时，检测第一出错情况。
[0071]根据所述电路布置进一步的实施例，所述另外的两个开关中的第一开关可以被耦合到供电电位。
[0072]根据所述电路布置进一步的实施例，所述另外的两个开关的第二开关可以被耦合到参考电位。
[0073]根据所述电路布置进一步的实施例，第二出错情况可以对应于出现在这些开关中的任何一个开关中的开路。
[0074]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于监视所述另外的相电压。
[0075]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于当所述另外的相电压超出或下切第三阈值时，检测第二出错情况。所述第三阈值可以对应于桥电压(即，第一参考电位116处的电压)加上二极管正向电压再加上安全裕度，以可靠地检测在相应的高侧桥开关中的开路状况，或其可以对应于第二参考电压(即，第二参考端子118处的电压)减去二极管正向电压再减去安全裕度以可靠地检测低侧桥开关中的开路状况。
[0076]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于当所述解耦开关坚实到足以承受由桥节点和相绕组之间的对应的电位差导致的过电压状况时，确定预定条件得到满足。
[0077]根据所述电路布置进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管并且所述控制器可以被配置用于当所述解耦开关能够承受由桥节点和相绕组之间的相应的电位差引起的雪崩模式中的操作时，确定预定条件得到满足。
[0078]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于当所述另外的解耦开关没有坚实到足以承受由所述另外的桥节点处的电压和所述另外的相绕组处的电压之间的电位差导致的过电压状况时，确定预定条件没有得到满足。
[0079]根据所述电路布置进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管；并且所述控制器可以被配置用于当所述另外的解耦开关不能承受由所述另外的桥节点处的电压和所述另外的相绕组处的电压之间的电位差导致的雪崩模式的操作时，确定预定条件没有得到满足。
[0080]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于关于这些开关的关断延迟所述另外的解耦开关的关断，直到所述另外的相电压或另外的相电流过零。
[0081 ] 根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于关于这些开关的关断延迟所述另外的解耦开关的关断，直到来自电机反馈到所述另外的桥节点的电流的值已经减小到第一阈值之下。
[0082]根据所述电路布置进一步的实施例，来自电机反馈到所述另外的桥节点的电流的第一阈值可以包括平均电流值。
[0083]根据所述电路布置进一步的实施例，来自电机反馈到所述另外的桥节点的电流的第一阈值可以包括瞬时值。
[0084]根据所述电路布置进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管并且所述控制器可以进一步被配置为在所述解耦开关由于第二出错情况而被关断，已经操作在雪崩模式最长时间之后，将所述解耦开关再次接通。
[0085]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于在所述解耦开关由于第二出错情况而被关断，被施加的相电压已经最大之后，将所述解耦开关再次接通。
[0086]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于驱动解耦开关中的至少一个解耦开关，在其已经由于所述第二出错情况而已经被关断之后，以时钟方式使得其被连续接通和关断。
[0087]根据所述电路布置进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管并且所述控制器可以进一步被配置为驱动所述解耦开关中的至少一个解耦开关，在其由于第二出错情况而已经被关断并已经处于雪崩模式之后，以时钟方式使得其中耗散的能量部分对应于或小于其的最大额定耗散能量部分。
[0088]根据所述电路布置进一步的实施例，所述控制器可以进一步被配置用于以排他模式接通和关断至少两个开关，所述至少两个开关已经操作在雪崩模式，其中这些开关中的至少一个开关为解耦开关。换句话说，这些开关，即桥开关或解耦开关。
[0089]根据各个实施例，提供了一种操作所述电路布置的方法，其中所述电路布置可以包括桥开关，所述桥开关包括串联连接的至少两个开关；布置在所述至少两个开关之间的桥节点，其中所述桥节点可以被配置用于提供相电压；包括至少一个与所述桥节点耦合的相绕组的电机；连接在所述桥节点和所述电机之间的解耦开关；与所述解耦开关耦合并且与所述至少两个开关耦合的控制器；并且其中所述方法可以包括在出错情况下关断所述至少两个开关；确定预定条件是否得到满足；并且进行以下其中一项:在不满足所述预定条件的情况下，关断所述解耦开关，其中所述解耦开关的所述关断关于所述至少两个开关的所述关断被延迟；以及在满足所述预定条件的情况下，同时关断所述至少两个开关和所述解耦开关；其中当所述解耦开关可以被关断而不遭受由于在所述至少两个开关被关断时施加到其的电流导致的永久损坏时，所述预定条件得到满足。
[0090]根据所述方法的进一步的实施例，当所述解耦开关坚实到足以承受由所述桥节点和所述相绕组之间的电位差导致的过电压状况时，所述预定条件可以得到满足。
[0091]根据所述方法的进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管。
[0092]根据所述方法的进一步的实施例，当所述解耦开关能够承受操作在由所述桥节点处的电位和所述相绕组处的电位之间的电位差引起的雪崩模式时，预定条件可以得到满足。
[0093]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括从所述电机的定子相对转子的位置确定相绕组处的电位。
[0094]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括关于所述至少两个开关的关断将所述解耦开关的关断延迟，直到所述相电压或所述相电流的过零。
[0095]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括关于所述至少两个开关的关断将所述解耦开关的关断延迟，直到由所述电机驱动朝向所述桥开关的电流的值已经减小到第一阈值之下。
[0096]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括当所述至少两个开关中的至少一个开关两端的电压超过第二阈值时，检测第一出错情况。
[0097]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括当相电压超过第三阈值时，检测第二出错情况。
[0098]根据所述方法的进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管；并且所述方法可以进一步包括在所述解耦开关由于第二出错情况保持关断并且操作在雪崩模式持续一段时间之后，将所述解耦开关再次接通，在所述时间段能量在其中耗散的一部分相当于或小于其最大额定耗散能量部分。
[0099]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括在所述解耦开关已经由于第二出错情况被关断之后，以时钟方式驱动所述解耦开关，使得其可以持续被接通和关断。
[0100]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括以时钟方式驱动所述解耦开关，使得在其保持关断并且操作在雪崩模式的时间期间，耗散在其中的能量的一部分相当于或小于其最大额定耗散能量部分。
[0101]根据所述方法的进一步的实施例，所述电路布置可以进一步包括并且在桥电路中提供串联连接的另外两个开关；布置在所述另外两个开关之间的另外的桥节点，所述另外的桥节点被配置用于提供另外的相电压；耦合在所述另外的桥节点和所述电机的另外的相绕组之间的另外的解耦开关，其中所述控制器可以与所述另外的解耦开关耦合并且与所述另外两个开关耦合；并且所述方法可以进一步包括在出错情况下将所述至少两个开关和所述另外的两个开关一起关断；并且进行以下其中一项:在不满足所述预定条件的情况下，关断所述另外的解耦开关，其中所述另外的解耦开关的所述关断关于所述开关的所述关断被延迟；以及在满足所述预定条件的情况下，同时关断所述另外的解耦开关的所述开关；其中当所述另外的解耦开关可以被关断而不遭受由于在所述至少两个开关被关断时施加到其的电流导致的永久损坏时，所述预定条件可以得到满足。
[0102]根据所述方法的进一步的实施例，第一出错情况可以对应于出现在所述开关的任何一个开关处的短路。
[0103]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括当在这些开关中的至少一个开关两端的电压超过第二阈值时，检测第一出错情况。
[0104]根据所述方法进一步的实施例，第二出错情况对应于出现在这些开关中的任何一个开关处的开路。
[0105]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括在所述另外的相电压超过第三阈值时，检测第二出错情况。
[0106]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括当所述解耦开关坚实到足以承受由桥节点和相绕组之间的电位差导致的过电压状况时，确定所述预定条件得到满足。
[0107]根据所述方法进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管；并且所述方法可以进一步包括当所述解耦开关能够承受操作在由桥节点和相绕组之间的相应电位差引起的雪崩模式中时，确定所述预定条件得到满足。
[0108]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括如果所述另外的解耦开关没有坚实到足以承受由所述另外的桥节点处的电位和所述另外的相绕组的电位之间的电位差导致的过电压状况，则确定所述预定条件没有得到满足。
[0109]根据所述方法进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管；并且所述控制器可以被配置为如果所述另外的解耦开关不能承受在由所述另外的桥节点处的电位和所述另外的相绕组的电位之间的电位差引起的雪崩模式中操作，则确定所述预定条件没有得到满足。
[0110]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括关于这些开关的关断延迟关断所述另外的解耦开关，直到所述另外的相电压或另外的相电流过零。
[0111]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括关于这些开关的关断延迟关断所述另外的解耦开关，直到从所述电机反馈朝向所述另外的桥节点的电流的值已经减小到第一阈值之下。
[0112]根据所述方法进一步的实施例，从所述电机反馈朝向所述另外的桥节点的电流的第一阈值可以包括平均电流值。
[0113]根据所述方法进一步的实施例，从所述电机反馈朝向所述另外的桥节点的电流的第一阈值可以包括瞬时值。
[0114]根据所述方法进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应晶体管，并且所述方法可以进一步包括在所述解耦开关由于第二出错情况被关断且已经工作在雪崩模式最长时间之后，将所述解耦开关再次接通。
[0115]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括在所述解耦开关由于第二出错情况被关断且被施加的电压已经最大之后，将所述解耦开关再次接通。
[0116]根据进一步的实施例，所述方法可以进一步包括在所述至少一个解耦开关由于所述第二出错情况已经被关断之后，以时钟方式驱动所述至少一个解耦开关，使得其被持续接通和关断。
[0117]根据所述方法进一步的实施例，所述解耦开关可以被配置为场效应管，并且所述方法可以进一步包括在所述至少一个解耦开关由于所述第二出错情况已经被关断并且已经处于雪崩模式之后，以时钟方式驱动所述至少一个解耦开关，使得其中耗散的能量对应于或小于其的最大额定耗散能量部分。
[0118]尽管已经特别示出并参考具体实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解可以在其中做出各种形式上的和细节上的变化，并没有偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。本发明的范围因此由所附的权利要求指示，并且因此旨在将包含在权利要求的等同物的意思和范围之内的所有变化，囊括在权利要求中。
【权利要求】
1.一种电路布置,包括: 桥电路，所述桥电路包括串联连接的至少两个开关； 桥节点，所述桥节点被布置在所述至少两个开关之间，其中所述桥节点被配置为提供相电压； 电机，所述电机包括至少一个耦合到所述桥节点的相绕组； 解耦开关，所述解耦开关连接在所述桥节点和所述电机之间； 控制器，所述控制器与所述解耦开关耦合并且与所述至少两个开关耦合，其中在出错情况下，所述控制器被配置为关断所述至少两个开关，并确定是否满足预定条件，并且进行以下其中一项， 在不满足所述预定条件的情况下，关断所述解耦开关，其中所述解耦开关的关断关于所述至少两个开关的关断被延迟；以及 在满足所述预定条件的情况下，同时关断所述至少两个开关和所述解耦开关； 其中所述控制器被配置为当所述解耦开关可以被关断而不遭受由于在所述至少两个开关被关断时施加到其的电流导致的永久损坏时，确定所述预定条件得到满足。
2.根据权利要求1所述的电路布置， 其中所述控制器被配置为当所述解耦开关坚实到足够承受由所述桥节点和所述相绕组之间的电位差导致的过电压状况时，确定所述预定条件得到满足。
3.根据权利要求1所述的电路布置， 其中所述解耦开关被配置为场效应晶体管。
4.根据权利要求3所述的电路布置， 其中所述控制器被配置为当所述解耦开关能够承受在由所述桥节点处的电位和所述相绕组处的电位之间的电位差在其内引起的雪崩模式中的操作时，确定所述预定条件得到满足。
5.根据权利要求1所述的电路布置， 其中所述控制器被进一步配置为从所述电机的定子关于转子的位置确定所述相绕组处的电位。
6.根据权利要求1所述的电路布置， 其中所述控制器进一步被配置为关于所述至少两个开关的关断延迟所述解耦开关的关断，直到所述相电压或所述相电流过零。
7.根据权利要求1所述的电路布置， 其中所述控制器进一步被配置为关于所述至少两个开关的关断延迟所述解耦开关的关断，直到由所述电机驱动朝向所述桥节点的电流值已经减小到第一阈值之下。
8.根据权利要求1所述的电路布置， 其中所述控制器进一步被配置为当跨所述至少两个开关中的至少一个的两端的电压超出第二阈值时，检测第一出错情况。
9.根据权利要求1所述的电路布置， 其中所述控制器进一步被配置为当所述相电压超出或下切(undercut)第三阈值时检测第二出错情况。
10.根据权利要求9所述的电路布置， 其中所述解耦开关被配置为场效应晶体管；并且其中所述控制器进一步被配置为在所述解耦开关由于所述第二出错情况已经保持关断并且已经操作在雪崩模式一段时间之后再次将所述解耦开关接通、在所述一段时间期间已经耗散的能量部分对应于或小于其最大额定耗散能量部分。
11.根据权利要求9所述的电路布置， 其中所述控制器进一步被配置为在所述解耦开关已经由于所述第二出错情况而关断之后，以时钟方式驱动所述解耦开关，使得其被持续地接通和关断。
12.根据权利要求11所述的电路布置， 其中所述控制器被配置为以所述时钟方式驱动所述解耦开关，使得在其保持关断并且操作在雪崩模式下的时间期间耗散的能量部分对应于或小于其最大额定耗散能量部分。
13.根据权利要求1所述的电路布置，进一步包括: 串联连接的两个另外的开关，并且所述两个另外的开关被提供在所述桥电路中； 另外的桥节点，所述另外的桥节点被布置在所述另外的两个开关之间，所述另外的桥节点被配置用于提供另外的相电压； 另外的解耦开关，所述另外的解耦开关被耦合在所述另外的桥节点和所述电机的另外的相绕组之间，其中所述控制器与所述另外的解耦开关和所述两个另外的开关耦合； 其中在所述出错情况下，所述控制器被配置为将所述至少两个开关和所述另外的两个开关一起关断；并且进行以下其中一项， 在不满足所述预定条件的情况下，关断所述另外的解耦开关，其中所述另外的解耦开关的关断关于所述开关的关断被延迟；以及 在满足所述预定条件的情况下，同时关断所述另外的解耦开关和所述开关， 其中所述控制器被配置用于当所述另外的解耦开关可以被关断而不遭受由于在所述至少两个开关被关断时施加到其的电流导致的永久损坏时，确定所述预定条件得到满足。
14.根据权利要求13所述的电路， 其中第一出错情况对应于出现在所述开关中的任何一个处的短路。
15.根据权利要求13所述的电路布置， 其中所述控制器进一步被配置用于当跨所述开关的至少一个开关的两端的电压超过第二阈值时，检测第一出错情况。
16.根据权利要求13所述的电路布置， 其中第二出错情况对应于出现在所述开关中的任何一个处的开路。
17.根据权利要求16所述的电路布置， 其中所述控制器被配置用于当所述另外的相电压超出或下切第三阈值时，检测所述第二出错情况。
18.根据权利要求13所述的电路， 其中所述控制器被配置用于当所述解耦开关坚实到足够承受由桥节点和相绕组之间的对应的电位差导致的过电压条件时确定所述预定条件得到满足。
19.根据权利要求13所述的电路布置， 其中所述解耦开关被配置为场效应晶体管；并且其中所述控制器被配置为当所述解耦开关能够承受在由桥节点和相绕组之间的相应的电位差在其中引发的雪崩模式的操作时，确定所述预定条件得到满足。
20.根据权利要求13所述的电路布置， 其中所述控制器被配置为关于所述开关的关断延迟所述另外的解耦开关的关断，直到所述另外的相电压或另外的相电流过零。
21.根据权利要求13所述的电路布置， 其中所述控制器进一步被配置为关于所述开关的关断延迟所述另外的解耦开关的关断，直到从所述电机反馈朝向所述另外的桥节点的电流值已经减小到第一阈值之下。
22.根据权利要求16所述的电路布置， 其中所述解耦开关被配置为场效应晶体管；并且其中所述控制器被进一步配置为当所述解耦开关由于所述第二出错情况被关断、已经最长时间操作在雪崩模式中之后，将所述解耦开关再次接通。
23.根据权利要求16所述的电路布置， 其中所述控制器进一步被配置为在所述解耦开关由于所述第二出错情况被关断、被施加的所述相电压已经最大之后，将所述解耦开关再次接通。
24.根据权利要求13所述的电路布置， 其中所述解耦开关被配置为场效应晶体管；并且其中所述控制器被配置为在所述解耦开关已经由于所述第二出错情况被关断并且已经操作在雪崩模式之后以时钟方式驱动所述解耦开关中的所述至少一个，使得其中耗散的能量部分对应于或小于其最大额定耗散能量部分。
25.根据权利要求13所述的电路布置， 其中所述控制器进一步被配置为以排他方式将至少两个开关接通和关断，所述至少两个开关已经操作在雪崩模式，其中所述开关中的至少一个为解耦开关。
26.一种操作电路布置的方法，所述电路布置包括: 桥电路，所述桥电路包括串联连接的至少两个开关； 桥节点，所述桥节点布置在所述至少两个开关之间，其中所述桥节点被配置为提供相电压； 电机，所述电机包括至少一个与所述桥节点耦合的相绕组； 解耦开关，所述解耦开关连接在所述桥节点和所述电机之间； 控制器，所述控制器与所述解耦开关耦合并且与所述至少两个开关耦合； 并且其中所述方法包括: 在出错情况下关断所述至少两个开关； 确定是否满足预定条件；并且进行以下其中一项: 在不满足所述预定条件的情况下，关断所述解耦开关，其中所述解耦开关的关断关于所述至少两个开关的关断被延迟；以及 在满足所述预定条件的情况下，同时关断所述至少两个开关和所述解耦开关； 其中当所述解耦开关可以被关断而不遭受由于在所述至少两个开关被关断时施加到其的电流导致的永久损坏时，所述预定条件得到满足。
【文档编号】H02P23/00GK104426451SQ201410412598
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】B·科普尔, A·罗格, M·伯古斯, P·G·布洛克霍夫 申请人:英飞凌科技奥地利有限公司