用于提供至少一个驱动信号的装置和方法与流程

1.本公开涉及一种用于例如为电负载提供至少一个驱动信号的设备。
2.本公开还涉及一种用于例如为电负载提供至少一个驱动信号的方法。


技术实现要素：

3.示例性实施例涉及一种用于为电负载提供至少一个驱动信号的装置，包括使能设备，该使能设备适于接收至少一个输入信号，并且基于至少一个输入信号例如至少暂时地输出所述至少一个驱动信号，其中，所述装置还包括激活设备，该激活设备适于选择性地激活或去激活使能设备。在一些实施例中，可以灵活地使能或禁用(阻断)电负载的驱动。
4.在另一个示例性实施例中，电负载例如是诸如旋转电机之类的电机，例如马达和/或发电机，或线性马达等。
5.在另一个示例性实施例中，至少一个输入信号可以例如由外部单元提供，并且作为输入信号被发送到该装置，该外部单元例如控制器或微控制器。
6.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备适于接收使能信号，并且基于该使能信号激活或去激活使能设备。
7.在另一个示例性实施例中，使能信号可以例如由外部单元或相同的外部单元，例如控制器或微控制器或由不同的外部单元(例如，不同的控制器、开关等)提供。
8.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备自身生成使能信号，例如以事件控制的方式，例如以时间控制的方式。
9.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备适于向使能设备提供电操作电压，以激活使能设备。
10.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备适于将使能设备与电操作电压断开连接，以去激活使能设备。
11.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备适于，例如至少暂时地生成电操作电压。
12.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备适于接收第一电压作为使能电压并且基于第一电压生成电操作电压。
13.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备和/或使能设备可以经由使能信号、例如仅经由使能信号被提供电能。以这样的方式，使能设备和/或激活设备可以经由使能信号来被提供或供电，使得例如不为使能设备和/或激活设备使用另外的电源，而同时确保，如果没有电能借助于使能信号被提供，使能设备被去激活。
14.在另一个示例性实施例中设置为，使能设备包括至少一个逻辑电路。
15.在另一个示例性实施例中设置为，至少一个逻辑电路包括至少一个逆变器(不是门逆变器)。
16.在另一个示例性实施例中设置为，至少一个逻辑电路包括至少第一逆变器和第二逆变器，其中，至少一个输入信号能够被提供给第一逆变器，其中，第一逆变器的输出信号
能够被提供给第二逆变器，并且其中，使能设备适于输出第二逆变器的输出信号作为至少一个驱动信号。
17.通过使用逆变器，例如代替非反相组件，在一些实施例中，可以确保只有当逻辑电路或使能设备正确工作时才输出正确的驱动信号(例如，用于控制电机电流的调制信号)。例如，在一些实施例中，由于借助于第一逆变器和第二逆变器的示例性双反相，逻辑电路或使能设备的区域中的单独的端子或信号之间的短路不会导致安全关键故障。相反，在一些实施例中，诸如逻辑电路或使能设备的区域中的单独的端子或信号之间的短路之类的单独的故障可能至多导致不规则的驱动信号，通常不会导致诸如电动机之类的电负载的驱动。
18.在另一个示例性实施例中，使能设备适于接收多个输入信号、例如三个输入信号，并且基于多个输入信号例如至少暂时地输出多个驱动信号。以这样的方式，例如可以向电多相负载提供对应的驱动信号，例如可以灵活地使能和/或禁用(阻断)的驱动信号。
19.在另一个示例性实施例中设置为，至少一个输入信号是逻辑信号或二进制信号，例如脉宽调制信号。
20.另外的实施例涉及一种用于处理至少一个输入信号的装置，包括根据实施例的第一装置和根据实施例的第二装置，其中，至少一个输入信号可以被提供给第一装置的使能设备，其中，第一装置的使能设备适于基于至少一个输入信号例如至少暂时地输出至少一个第一信号到第二装置的使能设备，并且其中，第二装置的使能设备适于基于至少一个第一信号例如至少暂时地输出至少一个第二信号作为至少一个驱动信号。
21.另一个示例性实施例涉及一种用于为电负载提供至少一个驱动信号的方法，包括：借助于使能设备接收至少一个输入信号，并且基于至少一个输入信号例如至少暂时地借助于使能设备输出至少一个驱动信号，其中，借助于激活设备选择性地激活或去激活使能设备。
22.在另一个示例性实施例中，提供了一种方法，包括：借助于激活设备接收使能信号，并且基于使能信号激活或去激活使能设备。
23.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备向使能设备提供电操作电压，以激活使能设备。
24.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备将使能设备与电操作电压断开连接，以去激活使能设备。
25.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备例如至少暂时地生成电操作电压。
26.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备接收第一电压作为使能信号，并且基于第一电压生成电操作电压。
27.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备和/或使能设备经由使能信号、例如仅经由使能信号被提供电能。
28.在另一个示例性实施例中设置为，使能设备包括至少一个逻辑电路，其中，例如至少一个逻辑电路包括至少一个逆变器。
29.在另一个示例性实施例中设置为，至少一个逻辑电路包括至少第一逆变器和第二逆变器，其中，将至少一个输入信号提供给第一逆变器，其中，将第一逆变器的输出信号提供给第二逆变器，并且其中，使能设备输出第二逆变器的输出信号作为至少一个驱动信号。
30.在另一个示例性实施例中设置为，所述使能设备接收多个输入信号、例如三个输
入信号，并且基于多个输入信号例如至少暂时地输出多个驱动信号。
31.在另一个示例性实施例中设置为，至少一个输入信号是逻辑信号或二进制信号，例如脉宽调制信号。
32.另一个示例性实施例涉及一种包括指令的计算机可读存储设备，该指令在由计算机执行时使得计算机执行根据实施例的方法。
33.另一个示例性实施例涉及一种包括指令的计算机程序，当程序由计算机执行时，该指令使得计算机执行根据实施例的方法。
34.另一个示例性实施例涉及一种传输和/或表征根据实施例的计算机程序的数据载波信号。
35.另一个示例性实施例涉及根据实施例的装置和/或根据实施例的方法和/或根据实施例的计算机可读存储设备和/或根据实施例的计算机程序和/或根据实施例的数据载波信号用于以下要素中的至少一项的用途：a)为电负载提供至少一个驱动信号；b)至少暂时地使能或实现电负载的驱动；c)至少暂时地禁用或防止电负载的驱动；d)例如在电负载的操作期间增加安全性、例如功能安全性；e)确保电负载的切断功能。
36.另一个示例性实施例涉及一种包括根据实施例的至少一个装置的电负载。
附图说明
37.本发明的其它特征、可能的应用、和优点可以从附图中示出的以下对本发明的示例性实施例的描述中得出。因此，所有描述或描绘的特征本身或以任何组合形成本发明的主题，不论它们在权利要求或权利要求的参考中的组合，也不论它们在描述或附图中的描述或描绘。
38.在附图中：
39.图1示意性示出了根据示例性实施例的装置的简化框图，
40.图2示意性示出了根据另一个示例性实施例的方法的简化流程图，
41.图3示意性示出了根据另一个示例性实施例的方法的简化流程图，
42.图4示意性示出了根据另一个示例性实施例的方法的简化流程图，
43.图5示意性示出了根据另一个示例性实施例的方法的简化流程图，
44.图6示意性示出了根据另一个示例性实施例的方法的简化流程图，
45.图7示意性示出了根据另一个示例性实施例的装置的简化框图，
46.图8示意性示出了根据另一个示例性实施例的装置的简化框图，
47.图9示意性示出了根据另一个示例性实施例的方法的简化流程图，
48.图10示意性示出了根据另一个示例性实施例的装置的简化框图，以及
49.图11示意性示出了根据另一个示例性实施例的用途的方面。
具体实施例
50.参见图1和2，示例性实施例涉及一种用于为电负载200提供至少一个驱动信号s-a的装置100，其包括使能设备110，该使能设备110适于：接收300至少一个输入信号s-e(图2)，并且基于该至少一个输入信号s-e例如至少暂时地输出302至少一个驱动信号s-a，其中，该装置100还包括激活设备120，该激活设备120适于选择性地激活(参见图3的方框310)
或者去激活312(参见根据图1的箭头a1)使能设备110。在一些实施例中，由此可以实现灵活地使能或禁用电负载200的驱动。
51.在另一个示例性实施例中，电负载200例如是诸如旋转电机之类的电机，例如马达和/或发电机，或线性马达等。
52.例如，电负载200还可以包括能够被提供驱动信号s-a的功率驱动器级202，以及例如能够基于驱动信号s-a借助于功率驱动器级202被提供电流的电动机的至少一个组件204，电动机例如是一个或多个定子绕组。
53.在另一个示例性实施例中，至少一个输入信号s-e可以例如由外部单元20(例如控制器或微控制器)提供，并且作为输入信号被发送到装置100。
54.在另一个示例性实施例中，激活设备120适于：接收309使能信号s-f(图3)，并且基于使能信号s-f激活310或去激活312使能设备。
55.在另一个示例性实施例中，使能信号s-f可以例如由外部单元或相同外部单元20(例如控制器或微控制器)提供，或者由不同的外部单元(例如不同的控制器、开关等)提供。
56.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120自身生成使能信号s-f，例如以事件控制的方式，例如以时间控制的方式。
57.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120适于向使能设备110提供电操作电压ub(图1、图3)，以激活310使能设备110。
58.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120适于将使能设备110与电操作电压ub断开连接，以去激活312使能设备110。
59.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120适于例如至少暂时地生成电操作电压ub。
60.在图4的另一个示例性实施例中，激活设备120适于接收309第一电压u1(例如24伏)作为使能信号s-f，并且基于第一电压u1生成电操作电压ub(例如5伏或3.3伏等)。
61.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120和/或激活设备110可以经由激活信号s-f、u1(例如仅仅经由激活信号s-f)被供给电能。结果，在一些实施例中，使能设备110和/或激活设备120可以经由使能信号s-f被激活，使得例如为使能设备110和/或激活设备120不使用另外的电源，而同时确保，如果没有电能借助于使能信号s-f被提供，使能设备110被去激活。
62.在另一个示例性实施例(参见图1)中设置为，使能设备110包括至少一个逻辑电路ls。
63.在另一个示例性实施例(参见图5)中设置为，至少一个逻辑电路ls包括至少一个逆变器inv1(不是门逆变器)。
64.在另一个示例性实施例中设置为，至少一个逻辑电路ls至少包括第一逆变器inv1和第二逆变器inv2，其中，至少一个输入信号s-e能够被提供给第一逆变器inv1，其中，第一逆变器inv1的输出信号inv1-a能够被提供给第二逆变器inv2，并且其中，使能设备110适于输出第二逆变器inv2的输出信号inv2-a作为至少一个驱动信号s-a。
65.通过使用逆变器inv1、inv2，例如代替非反相组件，例如逻辑元件，在一些实施例中，可确保仅在逻辑电路ls或使能设备110正确工作时才输出正确的驱动信号(例如用于控制电动机电流的经调制的信号)。例如，在一些实施例中，由于借助于第一逆变器inv1和第
二逆变器inv2的示例性双反相，逻辑电路ls或使能设备110的区域中的单独的端子或信号之间的短路不会导致安全关键故障(例如，只要故障不会偶然地也导致双反相，例如根据图5，这是相对而言不可能的)。相反地，在一些实施例中，诸如逻辑电路ls或使能设备110的区域中的单独的端子或信号之间的短路之类的单独的故障至多可能导致不规则的驱动信号s-a，通常不会导致诸如电动机之类的电负载200的驱动，至少在那些电负载200需要至少一个驱动信号s-a的特定模式的情况下不会导致这种驱动。
66.图6示意性示出了根据另一个示例性实施例的流程图。在方框320中，第一逆变器inv1(图5)接收至少一个输入信号s-e，并且将反信号inv1-a输出到第二逆变器inv2，第二逆变器inv2再次对信号inv1-a进行反相，参见框322。在一些实施例中，信号inv2-a可用作驱动信号s-a。
67.在另一个示例性实施例中，参见在图7的100a中，使能设备110适于接收多个(例如三个)输入信号s-e1、s-e2、s-e3(还参见根据图2的方框300)，并且基于多个输入信号s-e1、s-e2、s-e3例如至少暂时地输出多个驱动信号s-a1、s-a2、s-a3。以这样的方式，例如可以向电多相负载提供对应的驱动信号，例如可以灵活地使能和/或禁用(阻断)的驱动信号。
68.在另外的实施例中，根据图7的可选的逻辑电路ls例如可以具有用于三个示例性输入信号s-e1、s-e2、s-e3中的每个的根据图5的逆变器布置。
69.在另外的实施例中，也可以考虑具有两个或多于三个输入信号或驱动信号的配置。
70.在另一个示例性实施例中设置为，至少一个输入信号s-e、s-e1、s-e2、s-e3是逻辑信号或二进制信号，例如脉宽调制信号。
71.参见图8，另一个示例性实施例涉及用于处理至少一个输入信号s-e、s-e1、s-e2、s-e3的装置1000，其包括根据实施例的第一装置100-1和根据实施例的第二装置100-2，其中，可将至少一个输入信号s-e、s-e1、s-e2、s-e3提供给第一装置100-1的使能设备110，其中，第一装置100-1的使能设备110适于，例如至少暂时地基于至少一个输入信号s-e、s-e1、s-e2、s-e3，将至少一个第一信号s1、s1-1、s1-2、s1-3输出332(图9)至第二装置100-2的使能设备110，并且其中，第二装置100-2的使能设备110适于例如至少暂时地基于至少一个第一信号s1、s1-1、s1-2、s1-3输出334(图9)至少一个第二信号s2、s2-1、s2-2、s2-3作为至少一个驱动信号s-a、s-a1、s-a2、s-a3。
72.在另一个示例性实施例中，第一装置100-1的激活设备120适于接收第一使能信号s-f1，并且基于第一使能信号s-f1选择性地激活或者禁用第一装置100-1的使能设备110。例如，第一装置100-1的激活设备120可以从第一使能信号s-f1生成用于第一装置100-1的使能设备110的第一操作电压ub-1，并且借助于第一操作电压ub-1控制第一装置100-1的使能设备110的选择性的激活或者禁用。
73.在另一个示例性实施例中，第二装置100-2的激活设备120适于接收第二使能信号s-f2，并且基于第二使能信号s-f2选择性地激活或者禁用第二装置100-2的使能设备110。例如，第二装置100-2的激活设备120可以从第二使能信号s-f2生成用于第二装置100-2的使能设备110的第二操作电压ub-2，并且借助于第二操作电压ub-2控制第二装置100-2的使能设备110的选择性的激活或者禁用。
74.在另一个示例性实施例中，第一装置100-1和第二装置100-2的使能设备110可以
各自包括逻辑电路ls，如上文参考例如图5、6、7以示例的方式所描述的。
75.参见图2，另一个示例性实施例涉及一种用于为电负载提供至少一个驱动信号的方法，包括：借助于使能设备110(图1)接收300至少一个输入信号s-e，以及借助于使能设备110基于至少一个输入信号s-e例如至少暂时地输出302(图2)至少一个驱动信号s-a，其中，借助于激活设备120选择性地激活310(图3)或去激活312使能设备110。
76.参见图3，在另一个示例性实施例中设置为，该方法包括：借助于激活设备120(图1)接收309使能信号s-f，并且基于使能信号s-f，激活310或去激活312使能设备110。
77.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120向使能设备提供309电操作电压ub，以激活310使能设备110。
78.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120将使能设备110与电操作电压ub断开连接，以在去激活312使能设备110。
79.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120例如至少暂时地生成电操作电压ub，参见根据图4的方框309a。
80.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120接收309第一电压u1(图4)作为使能信号s-f，并且基于第一电压u1生成309电操作电压ub。
81.在另一个示例性实施例中设置为，激活设备120和/或使能设备110经由使能信号f-s(例如仅仅经由使能信号f-s)被提供电能。
82.参见图1，另一个示例性实施例涉及包括指令prg的计算机可读存储设备sm，该指令prg在由计算机执行时使得计算机执行根据实施例的方法。
83.另一个示例性实施例涉及一种包括指令的计算机程序prg，当由计算机执行时，该指令使得程序prg执行根据实施例的方法。
84.另一个示例性实施例涉及一种传输和/或表征根据实施例的计算机程序prg的数据载波信号dcs。
85.图10示意性示出了根据另一个示例性实施例的装置的简化框图，该装置具有例如与根据图8的装置1000的配置类似的配置，并且可以在一些实施例中使用，例如用于选择性地使能或禁用用于可以用三相提供或驱动的电负载200(图1)的输入信号s-e1、s-e2、s-e3或驱动信号s2-1、s2-2、s2-3。
86.可以将第一使能信号s-f1提供给第一装置100-1的激活设备120-1。在一些实施例中，提供可选的输入电路122-1以用于将第一使能信号s-f提供给激活设备120-1。在一些实施例中，可选的输入电路122-1可以包括例如以下要素中的至少一项：a)二极管(例如齐纳二极管)，b)电阻器，c)熔丝(例如微熔)，d)电容器；e)可调电阻器。
87.在一些实施例中，第一装置100-1的激活设备120-1包括激活组件121-1(例如实施为集成电路)，其基于由第一使能信号s-f1表征的第一电压u1(也参见图4)生成输出电流以用于生成第一装置100-1的使能设备110-1的操作电压。可选地，第一装置100-1可以包括另外的电路111-1，其将使能组件121-1的输出电流转换为用于第一装置100-1的使能设备110-1的操作电压。
88.在一些实施例中，例如，另外的电路111-1可以包括：一个或多个二极管(例如齐纳二极管d1、d2)，用于例如电压限制；以及分压器r1、r2，经由分压器r1、r2可以对为使能设备110-1提供电操作电压的电容器c1充电。
89.例如，假设第一使能信号s-f1例如以足够大的第一电压u1(图4)的形式被提供给第一装置100-1，则激活组件121-1生成输出电流，经由电阻器r1利用该输出电流对电容器c1充电。电容器c1一旦被充分充电便向第一装置100-1的使能设备110-1提供电操作电压ub，由此激活使能设备110-1。
90.例如，假设不再将第一使能信号s-f1提供给第一装置100-1，例如通过施加地电势代替第一电压u1(图4)，激活元件121-1不再生成输出电流，并且电容器c1通过电阻器r2放电。电容器c1一旦被充分放电便不再为第一装置100-1的使能设备110-1提供操作电压ub，由此去激活使能器件110-1。
91.使能设备110-1可以例如具有根据图5的逆变器布置，用于例如示例性的三个输入信号s-e1、s-e2、s-e3中的每一个，其仅在例如使能设备110-1被激活时输出双反相输入信号s-e1、s-e2、s-e3作为第一信号s1-1、s1-2、s1-3。
92.通过借助于第一使能信号s-f1激活310或去激活使能设备110-1，因此有可能使输入信号s-e1、s-e2、s-e3例如从第一装置100-1转发到第二装置100-2(以第一信号s1-1、s1-2、s1-3的形式)，转发到第二装置100-2的使能设备110-2。
93.第二装置100-2具有例如与第一装置100-1相当的功能，使得借助于第二装置100-2的使能设备110-2，基于所提供的第一信号s1-1、s1-2、s1-3，仅在第二使能信号s-f2是激活的(例如，与其对应的电压足够大)情况下才能够输出例如作为电负载200的驱动信号的的第二信号s2-1、s2-2、s2-3。在一些实施例中，只有在这种情况下，与第一装置100-1的使能组件121-1相当的第二装置100-2的使能组件121-2才被激活并且可以生成输出电流，基于该输出电流，可以借助于另外的电路111-2生成用于第二装置100-2的使能设备110-2的操作电压。一旦用于第二装置100-2的使能设备110-2的操作电压被施加到另外的电路111-2的未指定的电容器，第二装置100-2的使能设备110-2就被激活，并且基于所提供的第一信号s1-1、s1-2、s1-3，可以输出第二信号s2-1、s2-2、s2-3，该第二信号s2-1、s2-2、s2-3例如可以作为用于电负载200的驱动信号。
94.换句话说，根据图10的装置1000仅在使能信号s-f1和s-f2同时激活(例如对应于用于相应的激活组件121-1、121-2的电操作电压(例如，根据图4的第一电压u1))时，才基于输入信号s-e1、s-e2、s-e3实现驱动信号s2-1、s2-2、s2-3的激活或使能。一旦两个使能信号s-f1和s-f2中的至少一个是非激活的(或不再激活的)，驱动信号s2-1、s2-2、s2-3的激活或使能就不再受到装置1000的影响，从而允许安全地切断电负载200。
95.参见图11，另一个示例性实施例涉及根据实施例的装置100、100a、1000和/或根据实施例的方法和/或根据实施例的计算机可读存储设备和/或根据实施例的计算机程序和/或根据实施例的数据载波信号用于以下元素中的至少一个的用途400：a)为电负载200提供402至少一个驱动信号；b)至少暂时地使能404和/或允许电负载200的驱动；c)至少暂时地禁用406或防止电负载200的驱动；d)增加408安全性、例如功能安全性，例如在电负载的操作期间；e)确保410电负载的切断功能。
96.另一个示例性实施例涉及包括根据实施例的至少一个装置100、100a、1000的电负载200(图1)。
97.在一些实施例中，根据实施例的原理可用于为电气或电子负载200、202、204提供安全切断设备。在一些实施例中，可以提供自供电装置(例如，来自使能信号s-f、s-f1、s-f2
的组件120、110或121-1、110-1、121-2、110-2的提供)，例如多信道装置(多输入信号或驱动信号)，用于切断驱动信号，例如，驱动系统中的调制信号。
98.在一些实施例中，根据实施例的原理的用途可以提供在驱动系统中。在其它实施例中，根据实施例的原理可以用于其它应用，例如控制设备，例如用于致动器的安全切断(例如在工业或汽车应用中)。
99.在一些实施例中，根据实施例的原理(例如集成在驱动系统中的原理)可以用于但不限于：工业自动化、传送带、穿梭系统、提升系统、机床、包装机等。
100.在一些实施例中，根据实施例的原理可用于旋转电机的扭矩安全切断(“sto”)，例如，根据din en61800-5-2。
101.在一些实施例中，根据实施例的原理允许例如在宽温度范围内例如快速驱动信号的可靠且成本有效的中断。