本公開(kāi)的實(shí)施例涉及用于監(jiān)測(cè)脈寬調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)器的故障的解決方案。

背景技術(shù)：

在汽車(chē)應(yīng)用中，針對(duì)風(fēng)扇、泵或致動(dòng)器應(yīng)用的直流(DC)或無(wú)刷直流(BLDC)電機(jī)的使用對(duì)于用BLDC電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)DC的趨勢(shì)非常普遍。在大多數(shù)汽車(chē)應(yīng)用中，BLDC電機(jī)和控制電子器件的故障狀況的檢測(cè)是強(qiáng)制性的。為此，控制電子器件應(yīng)當(dāng)能夠識(shí)別可能的故障狀況，并且然后應(yīng)用計(jì)數(shù)器措施，例如，以便于保護(hù)系統(tǒng)。通常，檢測(cè)到的故障狀況被報(bào)告給系統(tǒng)控制器，并且可以經(jīng)由汽車(chē)的診斷接口訪問(wèn)以用于進(jìn)一步的服務(wù)調(diào)查。

如例如在文獻(xiàn)IT102016000009376中所公開(kāi)的，通常使用一個(gè)或多個(gè)半橋根據(jù)一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)PWM信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

例如，圖1示出了包括在電源Vdd和地GND之間串聯(lián)連接的諸如n溝道功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)SW₁和SW₂的典型半橋裝置20。

通常，開(kāi)關(guān)SW₁和SW₂交替地閉合，以便于將半橋裝置20的輸出OUT，即開(kāi)關(guān)SW₁和SW₂之間的中間點(diǎn)連接到電壓Vdd或地GND。

為此，根據(jù)分別連接(例如，直接地)到開(kāi)關(guān)SW₁和SW₂的控制柵極的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV₁和DRV₂來(lái)驅(qū)動(dòng)半橋。

具體地，為了正確地驅(qū)動(dòng)控制柵極，通常使用高側(cè)驅(qū)動(dòng)器200₁來(lái)根據(jù)第一控制信號(hào)IN₁生成用于高側(cè)開(kāi)關(guān)SW₁的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV₁，并且低側(cè)驅(qū)動(dòng)器200₂用于根據(jù)控制信號(hào)IN₂來(lái)生成用于低側(cè)開(kāi)關(guān)SW₂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV₂。

控制信號(hào)IN₂通常對(duì)應(yīng)于信號(hào)IN₁的反相版本(反之亦然)，即當(dāng)信號(hào)IN₁為高時(shí)信號(hào)IN₂為低，反之亦然。例如，在圖1中使用反相器202，其在輸入處接收信號(hào)IN₁并且在輸出處提供信號(hào)IN₂。

半橋裝置20的輸出OUT可以用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載。例如，在圖1中，半橋裝置20驅(qū)動(dòng)連接在半橋裝置20的輸出OUT和地GND之間的電機(jī)M₁。

相反，圖2示出了下述示例，其中兩個(gè)半橋裝置20_a和20_b用于驅(qū)動(dòng)線性電機(jī)M₂，線性電機(jī)M₂連接在第一橋裝置20_a的輸出OUT_a和第二橋裝置20_b的輸出OUT_b之間的，諸如音圈電機(jī)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，在這種情況下，電機(jī)M₂的旋轉(zhuǎn)方向也可以通過(guò)向半橋裝置20_a和20_b施加適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)IN_a和IN_b來(lái)控制。

最后，圖3示出了下述示例，其中三個(gè)半橋裝置20_a、20_b和20_c用于驅(qū)動(dòng)連接在半橋裝置20_a、20_b和20_c的輸出OUT_a、OUT_b和OUT_c之間的三相電機(jī)M₃，諸如主軸電機(jī)。

如前所述，控制信號(hào)可以是PWM信號(hào)，即具有固定頻率和可變占空比的信號(hào)。例如，文獻(xiàn)IT102015000046790公開(kāi)了用于生成兩個(gè)PWM信號(hào)的解決方案，其可以用于例如在圖2所示的解決方案中生成信號(hào)IN_a和IN_b。

圖4在這方面示出了對(duì)應(yīng)于脈沖信號(hào)的典型的PWM信號(hào)PWM，諸如信號(hào)IN，脈沖信號(hào)包括具有持續(xù)時(shí)間或周期T_PWM的每個(gè)開(kāi)關(guān)循環(huán)的單脈沖P，其中，脈沖P的接通持續(xù)時(shí)間T_ON可以根據(jù)控制信號(hào)而變化。

通常，脈沖P不必在每個(gè)開(kāi)關(guān)循環(huán)的開(kāi)始處，而每個(gè)開(kāi)關(guān)循環(huán)可以包括在脈沖P之前的初始關(guān)斷時(shí)段T_OFF1和在脈沖P之后的最終關(guān)斷時(shí)段T_OFF2，其中：

T_PWM＝T_OFF1+T_ON+T_OFF2 (1)

其中，關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF為：

T_OFF＝T_OFF1+T_OFF2 (2)

其中每個(gè)開(kāi)關(guān)循環(huán)的占空比D由下式給出：

D＝T_ON/T_PWM (3)

因此，例如，對(duì)于高級(jí)汽車(chē)應(yīng)用，控制電子器件的診斷應(yīng)當(dāng)包括配置為檢測(cè)PWM硬件故障的檢測(cè)電路。

圖5示出了典型的PWM硬件故障。具體地，圖5a示出了包括四個(gè)脈沖P1-P4的期望或請(qǐng)求的PWM信號(hào)PWM_R，并且圖5b示出了生成的信號(hào)PWM。在所考慮的示例中，第三脈沖P3具有不同的占空比，并且缺少第四脈沖P4。

為了檢測(cè)這樣的PWM故障，可以使用兩種公知的解決方案。

圖6示出了第一解決方案，其中執(zhí)行冗余控制。

具體地，在所考慮的示例中，第一PWM信號(hào)生成器30₁用于生成第一PWM信號(hào)PWM₁，諸如關(guān)于圖1至圖3描述的信號(hào)IN，其可以用于驅(qū)動(dòng)半橋裝置20。

該電路還包括配置為生成第二PWM信號(hào)PWM₂的第二PWM信號(hào)生成器30₂，其中PWM信號(hào)生成器30₁和30₂二者是冗余的，即使用相同的配置，并且由此應(yīng)當(dāng)生成相同的PWM信號(hào)。

在所考慮的示例中，通常具有專(zhuān)用硬件模塊的形式的附加冗余控制檢查單元32用于驗(yàn)證信號(hào)PWM₁和PWM₂是否對(duì)應(yīng)，并且當(dāng)檢測(cè)到失配時(shí)可能生成故障信號(hào)FS。

相反地，圖7示出了第二解決方案。在這種情況下，單個(gè)PWM信號(hào)生成器30用于生成PWM信號(hào)PWM。

在所考慮的示例中，信號(hào)PWM被提供到通常具有專(zhuān)用硬件模塊的形式的讀回模塊34，其確定PWM信號(hào)的特性，諸如開(kāi)關(guān)周期T_PWM和接通時(shí)間T_ON。

這些特性被提供到另一模塊36，諸如軟件模塊，其驗(yàn)證所請(qǐng)求的特性是否對(duì)應(yīng)于由讀回模塊34提供的所生成的特性，并且當(dāng)檢測(cè)到失配時(shí)可能生成故障信號(hào)FS。

2013年9月的STMicroelectronics的應(yīng)用筆記AN4266-“Safety application guide for SPC56xL70xx family”中描述了上述解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明人已經(jīng)觀察到，背景技術(shù)部分中描述的解決方案具有若干缺點(diǎn)。

關(guān)于第一解決方案(參見(jiàn)圖6)，為了利用冗余，PWM硬件通道PWM₁和冗余通道PWM₂應(yīng)當(dāng)屬于獨(dú)立的模塊，以便于減小CCF(常見(jiàn)原因故障)的概率，并且應(yīng)當(dāng)對(duì)附加的專(zhuān)用硬件要求在模塊32處的比較。因此，盡管該解決方案允許立即檢測(cè)PWM硬件故障，但是該解決方案在設(shè)備尺寸和成本方面具有顯著缺點(diǎn)。

關(guān)于第二解決方案(參見(jiàn)圖7)，具有讀回特征的單個(gè)附加專(zhuān)用硬件34足以具有所需的讀回特性。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)該解決方案不太會(huì)顯著影響設(shè)備尺寸。然而，通常可能不檢測(cè)故障類(lèi)型，諸如在對(duì)地或電源短路的情況下，或者在PWM模塊30完全不工作的情況下。此外，故障的檢測(cè)通常不是立即的，而是取決于故障的類(lèi)型和電路34的時(shí)延和(軟件)模塊36的執(zhí)行時(shí)間。

鑒于上述，本公開(kāi)的實(shí)施例提供了克服上述缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)的解決方案。

在一個(gè)方面，提供了一種用于PWM驅(qū)動(dòng)器的故障檢測(cè)電路，PWM驅(qū)動(dòng)器被配置為生成具有給定開(kāi)關(guān)周期、接通持續(xù)時(shí)間和關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的PWM信號(hào)，故障檢測(cè)電路包括：第一子電路，被配置為：確定指示PWM信號(hào)的開(kāi)關(guān)周期的計(jì)數(shù)值，測(cè)試指示開(kāi)關(guān)周期的計(jì)數(shù)值是否在第一閾值和第二閾值之間，以及當(dāng)開(kāi)關(guān)周期不在第一閾值和第二閾值之間時(shí)，生成錯(cuò)誤信號(hào)；以及第二子電路，被配置為：確定指示PWM信號(hào)的接通持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值，將指示接通持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值與接通閾值進(jìn)行比較，以便于確定接通持續(xù)時(shí)間是否大于最大接通持續(xù)時(shí)間，當(dāng)接通持續(xù)時(shí)間大于最大接通持續(xù)時(shí)間時(shí)，生成接通錯(cuò)誤信號(hào)，確定指示PWM信號(hào)的關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值，將指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值與關(guān)斷閾值進(jìn)行比較，以便于確定關(guān)斷持續(xù)時(shí)間是否大于最大關(guān)斷持續(xù)時(shí)間，以及當(dāng)關(guān)斷持續(xù)時(shí)間大于最大關(guān)斷持續(xù)時(shí)間時(shí)，生成關(guān)斷錯(cuò)誤信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二子電路包括一個(gè)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器被配置為生成一個(gè)計(jì)數(shù)值，其中當(dāng)PWM信號(hào)為高時(shí)一個(gè)計(jì)數(shù)值指示接通持續(xù)時(shí)間，并且其中，當(dāng)PWM信號(hào)為低時(shí)一個(gè)計(jì)數(shù)值指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二子電路包括計(jì)數(shù)器重置電路，計(jì)數(shù)器重置電路被配置為在PWM信號(hào)的每個(gè)上升沿處和每個(gè)下降沿處重置一個(gè)計(jì)數(shù)器。

在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)計(jì)數(shù)器是向上和向下計(jì)數(shù)器，向上和向下計(jì)數(shù)器被配置為當(dāng)PWM信號(hào)具有第一邏輯電平時(shí)增加一個(gè)計(jì)數(shù)值，并且當(dāng)PWM信號(hào)具有第二邏輯電平時(shí)減小一個(gè)計(jì)數(shù)值。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二子電路包括：第一比較器，第一比較器被配置為通過(guò)將一個(gè)計(jì)數(shù)值與接通閾值進(jìn)行比較來(lái)生成接通錯(cuò)誤信號(hào)；以及第二比較器，第二比較器被配置為通過(guò)將一個(gè)計(jì)數(shù)值與關(guān)斷閾值進(jìn)行比較來(lái)生成關(guān)斷錯(cuò)誤信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一閾值和第二閾值或接通閾值和關(guān)斷閾值被存儲(chǔ)在可編程存儲(chǔ)器中。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一子電路包括計(jì)數(shù)器以及另一計(jì)數(shù)器重置電路，計(jì)數(shù)器被配置為生成指示開(kāi)關(guān)周期的計(jì)數(shù)值，另一計(jì)數(shù)器重置電路被配置為針對(duì)PWM信號(hào)的每個(gè)PWM循環(huán)重置計(jì)數(shù)器一次

在一個(gè)實(shí)施例中，另一計(jì)數(shù)器重置電路被配置為，當(dāng)PWM信號(hào)的新的PWM循環(huán)開(kāi)始時(shí)從PWM驅(qū)動(dòng)器接收PWM周期信號(hào)，PWM周期信號(hào)包括脈沖。

在一個(gè)實(shí)施例中，另一計(jì)數(shù)器重置電路被配置為在PWM信號(hào)的每個(gè)上升沿或每個(gè)下降沿處重置計(jì)數(shù)器。

在另一方面，提供了一種系統(tǒng)，包括：PWM驅(qū)動(dòng)器，PWM驅(qū)動(dòng)器被配置為生成具有給定開(kāi)關(guān)周期、接通持續(xù)時(shí)間和關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的PWM信號(hào)；以及故障檢測(cè)電路，故障檢測(cè)電路被配置為：確定指示PWM信號(hào)的開(kāi)關(guān)周期的計(jì)數(shù)值；測(cè)試指示開(kāi)關(guān)周期的計(jì)數(shù)值是否在第一閾值和第二閾值之間；當(dāng)開(kāi)關(guān)周期不在第一閾值和第二閾值之間時(shí)，生成錯(cuò)誤信號(hào)；確定指示PWM信號(hào)的接通持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值；將指示接通持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值與接通閾值進(jìn)行比較，以便于確定接通持續(xù)時(shí)間是否大于最大接通持續(xù)時(shí)間；當(dāng)接通持續(xù)時(shí)間大于最大接通持續(xù)時(shí)間時(shí)，生成接通錯(cuò)誤信號(hào)；確定指示PWM信號(hào)的關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值；將指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值與關(guān)斷閾值進(jìn)行比較，以便于確定關(guān)斷持續(xù)時(shí)間是否大于最大關(guān)斷持續(xù)時(shí)間；以及當(dāng)關(guān)斷持續(xù)時(shí)間大于最大關(guān)斷持續(xù)時(shí)間時(shí)，生成關(guān)斷錯(cuò)誤信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，PWM驅(qū)動(dòng)器被配置為根據(jù)控制信號(hào)生成PWM信號(hào)，并且其中，系統(tǒng)包括閾值電路，閾值電路被配置為根據(jù)控制信號(hào)來(lái)確定第一閾值、第二閾值、接通閾值或關(guān)斷閾值。

在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括配置為生成控制信號(hào)的控制單元。

在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元包括軟件編程的微處理器。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于PWM驅(qū)動(dòng)器的故障檢測(cè)電路。實(shí)施例還涉及相關(guān)的相關(guān)系統(tǒng)和集成電路。

如上所述，本公開(kāi)涉及一種用于PWM驅(qū)動(dòng)器的故障檢測(cè)電路，PWM驅(qū)動(dòng)器被配置為生成具有給定開(kāi)關(guān)周期、接通持續(xù)時(shí)間和關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的PWM信號(hào)。

在各種實(shí)施例中，故障檢測(cè)電路包括被配置為確定指示PWM信號(hào)的開(kāi)關(guān)周期的計(jì)數(shù)值的第一子電路。例如，在各種實(shí)施例中，第一子電路包括計(jì)數(shù)器和相應(yīng)的計(jì)數(shù)器重置電路，其配置為對(duì)于PWM信號(hào)的每個(gè)PWM循環(huán)重置計(jì)數(shù)器一次。例如，計(jì)數(shù)器重置電路可以在新PWM循環(huán)開(kāi)始時(shí)從PWM驅(qū)動(dòng)器接收包括脈沖的PWM周期信號(hào)，或者計(jì)數(shù)器重置電路可以在PWM信號(hào)的每個(gè)上升沿或替代地每個(gè)下降沿重置計(jì)數(shù)器。

在各種實(shí)施例中，第一子電路測(cè)試指示開(kāi)關(guān)周期的計(jì)數(shù)值是否在第一和第二閾值之間，并且當(dāng)開(kāi)關(guān)周期不在這些閾值之間時(shí)，生成一個(gè)或多個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)。在各種實(shí)施例中，閾值被存儲(chǔ)在可編程存儲(chǔ)器中。

在各種實(shí)施例中，故障檢測(cè)電路包括第二子電路。第二子電路確定指示PWM信號(hào)的接通持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值和指示PWM信號(hào)的關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值。接下來(lái)，第二子電路將指示接通持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值與接通閾值作比較，以便于確定接通持續(xù)時(shí)間是否大于最大接通持續(xù)時(shí)間，并且當(dāng)接通持續(xù)時(shí)間大于最大接通持續(xù)時(shí)間時(shí)，可能生成接通錯(cuò)誤信號(hào)。類(lèi)似地，第二子電路將指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值與關(guān)斷閾值作比較，以便于確定關(guān)斷持續(xù)時(shí)間是否大于最大關(guān)斷持續(xù)時(shí)間，并且當(dāng)關(guān)斷持續(xù)時(shí)間大于最大關(guān)斷持續(xù)時(shí)間時(shí)，可能生成關(guān)斷錯(cuò)誤信號(hào)。再次，這些閾值可以被存儲(chǔ)在可編程存儲(chǔ)器中。

例如，在各種實(shí)施例中，第二子電路使用相同的計(jì)數(shù)器，以便于確定指示接通持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值和指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值，即，第二子電路包括配置為生成一個(gè)計(jì)數(shù)值的一個(gè)計(jì)數(shù)器，其中該計(jì)數(shù)值指示當(dāng)PWM信號(hào)為高時(shí)的接通持續(xù)時(shí)間，并且指示當(dāng)PWM信號(hào)為低時(shí)的關(guān)斷持續(xù)時(shí)間。在這種情況下，第二子電路可以包括相應(yīng)的計(jì)數(shù)器重置電路，被配置為在PWM信號(hào)的每個(gè)上升沿和每個(gè)下降沿處重置該計(jì)數(shù)器。

例如，在各種實(shí)施例中，所述計(jì)數(shù)器是向上和向下計(jì)數(shù)器，其被配置為當(dāng)PWM信號(hào)具有第一邏輯電平(例如，高)時(shí)增加相應(yīng)的計(jì)數(shù)值，并且當(dāng)PWM信號(hào)具有第二邏輯電平(例如，低)時(shí)減小相應(yīng)的計(jì)數(shù)值。

在各種實(shí)施例中，第二子電路因此可以包括兩個(gè)比較器。第一比較器通過(guò)將計(jì)數(shù)值與接通閾值作比較來(lái)生成接通錯(cuò)誤信號(hào)，并且第二比較器通過(guò)將計(jì)數(shù)值與關(guān)斷閾值作比較來(lái)生成關(guān)斷錯(cuò)誤信號(hào)。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖來(lái)描述本公開(kāi)的實(shí)施例，附圖僅通過(guò)非限制性示例提供，在附圖中：

圖1、圖2和圖3示出了用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的解決方案；

圖4示出了典型的PWM信號(hào)；

圖5a和5b示出了典型的PWM故障；

圖6和圖7示出了用于檢測(cè)PWM故障的現(xiàn)有技術(shù)解決方案；

圖8示出了PWM驅(qū)動(dòng)器和包括兩個(gè)子電路的相應(yīng)故障檢測(cè)電路的實(shí)施例；

圖9示出了由圖8的PWM驅(qū)動(dòng)器生成的信號(hào)的示例；

圖10和圖11示出了圖8的故障檢測(cè)電路的第一子電路的實(shí)施例；

圖12示出了圖8的故障檢測(cè)電路的第二子電路的第一實(shí)施例；

圖13、圖14和圖15示出了圖12的第二子電路的可能實(shí)施例；

圖16示出了圖8的故障檢測(cè)電路的第二子電路的第二實(shí)施例；

圖17示出了圖8的故障檢測(cè)電路的第二子電路的第三實(shí)施例；以及

圖18和圖19示出了圖8的故障檢測(cè)電路的第二子電路的第四實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

在下面的描述中，給出了許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)實(shí)施例的全面理解?？梢栽跊](méi)有一個(gè)或若干具體細(xì)節(jié)的情況下，或者通過(guò)其他方法、組件、材料等實(shí)踐實(shí)施例。在其他情況下，沒(méi)有詳細(xì)示出或描述公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以避免混淆實(shí)施例的各方面。

在本說(shuō)明書(shū)中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用意味著，結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”不一定都指相同的實(shí)施例。此外，具體特征、結(jié)構(gòu)或特性可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合。

本文提供的標(biāo)題僅僅是為了方便，并且不解釋實(shí)施例的范圍或含義。

在下面的圖8至圖19部件中，已經(jīng)參考圖1至圖7描述的元件或組件由先前在這些圖中使用的相同附圖標(biāo)記表示；在下文中將不再重復(fù)對(duì)這樣的前述元件的描述，以便不使本具體實(shí)施方式過(guò)多。

如上所述，本公開(kāi)涉及用于PWM信號(hào)生成器的故障檢測(cè)電路。

圖8示出了根據(jù)本公開(kāi)的PWM系統(tǒng)的一般架構(gòu)。

在所考慮的實(shí)施例中，系統(tǒng)包括PWM驅(qū)動(dòng)器40和故障檢測(cè)電路46。

在各種實(shí)施例中，PWM驅(qū)動(dòng)器40包括至少PWM信號(hào)生成器400，諸如前面描述的模塊30，諸如可配置硬件模塊或軟件編程的微處理器，生成具有給定頻率和占空比的PWM信號(hào)PWM(也參見(jiàn)關(guān)于圖4的描述)。

在各種實(shí)施例中，PWM信號(hào)生成器400被配置為生成低功率PWM信號(hào)PWM，例如，具有在3.0和5V之間的最大電壓和在100mA以下的最大電流的信號(hào)。在這種情況下，PWM信號(hào)生成器電路40還可以包括驅(qū)動(dòng)器電路402，其被配置為將由電路400提供的低功率PWM信號(hào)PWM轉(zhuǎn)換為較高功率信號(hào)PWM_HP，即，具有較高最大電壓和/或最大電流的信號(hào)。例如，在各種實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路402可以包括半橋裝置20(參見(jiàn)例如圖1)。

在各種實(shí)施例中，PWM驅(qū)動(dòng)器40，特別是PWM信號(hào)生成器400，被配置為根據(jù)指示信號(hào)PWM的一個(gè)或多個(gè)請(qǐng)求的特征的一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)42來(lái)生成信號(hào)PWM。例如，在所考慮的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)42由控制單元44生成。例如，這些控制信號(hào)42可以?xún)H指示占空比或接通時(shí)段T_ON，并且開(kāi)關(guān)周期T_PWM可以是常數(shù)。替代地或附加地，控制信號(hào)42可以指示開(kāi)關(guān)周期T_PWM。在各種實(shí)施例中，控制信號(hào)42還可以針對(duì)每個(gè)PWM循環(huán)而變化。

例如，在所考慮的各種實(shí)施例中，控制單元44可以是微控制器的軟件編程的微處理器，并且低功率信號(hào)生成器400以及可能的驅(qū)動(dòng)器402可以是同一微控制器的專(zhuān)用硬件模塊。例如，在這種情況下，可以經(jīng)由該微控制器的所謂的特殊功能寄存器(SFR)來(lái)控制PWM信號(hào)生成器電路40的操作。

在所考慮的實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括故障檢測(cè)電路46。在各種實(shí)施例中，故障檢測(cè)電路46還可以是包括控制單元44和/或PWM驅(qū)動(dòng)器40的微控制器的硬件模塊。

在所考慮的實(shí)施例中，故障檢測(cè)電路46接收由PWM驅(qū)動(dòng)器40，例如由電路400生成的PWM周期信號(hào)PS，例如具有等于周期T_PWM的周期的脈沖序列。如圖9所示，PWM周期信號(hào)PS可以指示每個(gè)PWM循環(huán)或周期的開(kāi)始，并且可以對(duì)應(yīng)于當(dāng)新的PWM循環(huán)開(kāi)始時(shí)針對(duì)一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘循環(huán)被設(shè)置為例如“高”的脈沖信號(hào)。

在所考慮的實(shí)施例中，故障檢測(cè)電路46還接收由PWM信號(hào)生成器40生成的PWM信號(hào)中的一個(gè)，諸如低功率信號(hào)PWM或高功率信號(hào)PWM_HP，例如圖1所示的信號(hào)IN、DRV₁/DRV₂或OUT中的一個(gè)。

在各種實(shí)施例中，PWM周期信號(hào)PS可以?xún)?nèi)部地被路由到故障檢測(cè)電路46，并且PWM輸出信號(hào)PWM/PWM_HP可以外部地被路由(例如，經(jīng)由微控制器的引腳的外部連接)到故障檢測(cè)電路46。這樣的外部路由可以通過(guò)安全要求來(lái)請(qǐng)求以還覆蓋封裝故障。

在各種實(shí)施例中，故障檢測(cè)電路46還接收指示一個(gè)或多個(gè)故障檢測(cè)特性的一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)48。在所考慮的實(shí)施例中，控制信號(hào)48由框50生成，框50被配置為根據(jù)控制信號(hào)42來(lái)確定指示故障檢測(cè)特性的控制信號(hào)48，控制信號(hào)42指示PWM信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)請(qǐng)求的特征。例如，框50可以是專(zhuān)用硬件模塊，諸如包括控制單元44的微控制器的專(zhuān)用硬件模型或控制單元44的軟件模塊。

在各種實(shí)施例中，故障檢測(cè)電路46包括兩個(gè)子模塊460和480。第一子模塊460被配置為分析信號(hào)PWM的開(kāi)關(guān)周期T_PWM。相反，第二子模塊480被配置為分析信號(hào)PWM的接通和關(guān)斷時(shí)段。

圖10示出了子模塊460的第一實(shí)施例。

在所考慮的實(shí)施例中，使用第一時(shí)鐘信號(hào)CLK₁來(lái)驅(qū)動(dòng)PWM驅(qū)動(dòng)器40，特別是低功率信號(hào)生成器400。相反，使用第二時(shí)鐘信號(hào)CLK₂來(lái)驅(qū)動(dòng)子模塊460。通常，時(shí)鐘信號(hào)CLK₁和CLK₂還可以是相同的時(shí)鐘信號(hào)，例如，控制單元44的時(shí)鐘信號(hào)。

如前所述，子模塊460被配置為分析信號(hào)PWM的開(kāi)關(guān)周期T_PWM。為此，子模塊460被配置為通過(guò)信號(hào)PS來(lái)確定PWM周期的持續(xù)時(shí)間是否在給定限制內(nèi)。

具體地，在所考慮的實(shí)施例中，子模塊460包括數(shù)字計(jì)數(shù)器4600和計(jì)數(shù)器重置電路4602。更具體地，在所考慮的實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器重置電路4602被配置為生成重置信號(hào)RST，重置信號(hào)RST被適配為當(dāng)信號(hào)PS指示新的PWM循環(huán)已經(jīng)開(kāi)始時(shí)重置計(jì)數(shù)器4600。通常，該電路4602僅僅是可選的，因?yàn)樾盘?hào)PS可能已經(jīng)對(duì)應(yīng)于適配為諸如在每個(gè)PWM循環(huán)的開(kāi)始時(shí)重置計(jì)數(shù)器4600的信號(hào)，諸如僅在短的時(shí)段中設(shè)置為高的信號(hào)，諸如一個(gè)時(shí)鐘循環(huán)。因此，計(jì)數(shù)器4600被配置為在時(shí)鐘信號(hào)CLK₂的每個(gè)時(shí)鐘事件處改變(即，根據(jù)所使用的計(jì)數(shù)器的類(lèi)型增加或減少)計(jì)數(shù)值CNT₁，并且當(dāng)信號(hào)PS指示新的PWM循環(huán)的開(kāi)始時(shí)，重置計(jì)數(shù)值CNT₁。

在所考慮的實(shí)施例中，子模塊460還包括兩個(gè)比較器4604和4606，其被配置為將計(jì)數(shù)器4600的計(jì)數(shù)值CNT₁分別與第一閾值TH₁和第二閾值TH₂作比較。例如，這些閾值TH₁和TH₂可以被存儲(chǔ)在相應(yīng)的寄存器4608和4610中，并且這些寄存器的內(nèi)容可以經(jīng)由框50經(jīng)由相應(yīng)的信號(hào)48₁和48₂被編程。

圖11示出了子模塊460的操作的實(shí)施例，其中使同步向上計(jì)數(shù)器4600。因此，在所考慮的實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器4600被配置為根據(jù)在每個(gè)PWM循環(huán)開(kāi)始時(shí)的信號(hào)PS來(lái)重置計(jì)數(shù)值CNT₁，并且然后根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK₂增加計(jì)數(shù)值CNT₁。此外，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT₁大于閾值TH₁時(shí)，比較器4604將改變相應(yīng)的輸出信號(hào)CMP₁，例如，將比較器4604的輸出CMP₁設(shè)置為高。類(lèi)似地，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT₁大于閾值TH₂時(shí)，比較器4606將改變相應(yīng)的輸出信號(hào)。

如圖11所示，在PWM周期正確的情況下，比較器4604的輸出應(yīng)當(dāng)為高，并且當(dāng)新的PWM循環(huán)開(kāi)始時(shí)，比較器4606的輸出應(yīng)該為低，即，計(jì)數(shù)值CNT₁應(yīng)當(dāng)大于第一閾值TH₁，但是小于第二閾值TH₂。因此，框50應(yīng)當(dāng)設(shè)置寄存器4608和4610的內(nèi)容，以便于滿足這些條件。例如，在各種實(shí)施例中，框50可以被配置為根據(jù)以下關(guān)系來(lái)設(shè)置寄存器4608和4610：

TH₁＝C_{PWM_CLOCK}-X₁ (4)

TH₂＝C_{PWM_CLOCK}+X₂ (5)

其中C_{PWM_CLOCK}對(duì)應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)CLK₂的多個(gè)時(shí)鐘循環(huán)數(shù)的PWM周期T_PWM，并且X₁和X₁是表示針對(duì)PWM周期T_PWM接受的容差的同一時(shí)鐘的一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘循環(huán)。

因此，當(dāng)PWM周期正確時(shí)，在每個(gè)PWM循環(huán)的結(jié)束時(shí)，即當(dāng)計(jì)數(shù)器4600被重置時(shí)，計(jì)數(shù)值CNT₁應(yīng)當(dāng)在第一閾值TH₁和第二閾值TH₂之間。

相反，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT₁在PWM循環(huán)期間，即在計(jì)數(shù)器4600被重置之前，達(dá)到第二閾值TH₂時(shí)，PWM循環(huán)過(guò)長(zhǎng)，并且將產(chǎn)生錯(cuò)誤。例如，在所考慮的實(shí)施例中，這可以通過(guò)使用比較器4606的輸出作為指示PWM周期過(guò)長(zhǎng)的錯(cuò)誤信號(hào)ERR₂來(lái)實(shí)現(xiàn)。

相反，當(dāng)在PWM循環(huán)期間，即計(jì)數(shù)器4600被重置之前，計(jì)數(shù)值CNT₁沒(méi)有達(dá)到第一閾值TH₁時(shí)，PWM循環(huán)過(guò)短。例如，在所考慮的實(shí)施例中，這通過(guò)驗(yàn)證電路4612來(lái)實(shí)現(xiàn)，驗(yàn)證電路4612在輸入處接收來(lái)自計(jì)數(shù)器重置電路4602的重置信號(hào)RST(或可能的信號(hào)PS)和來(lái)自比較器4604的比較信號(hào)。具體地，該驗(yàn)證電路4612被配置為，當(dāng)新的PWM周期開(kāi)始時(shí)，即當(dāng)計(jì)數(shù)器4600的新的重置發(fā)生時(shí)，生成指示計(jì)數(shù)值CNT₁小于第一閾值TH₁的錯(cuò)誤信號(hào)ERR₁。

在各種實(shí)施例中，一旦檢測(cè)到錯(cuò)誤，子電路460就可以將錯(cuò)誤信號(hào)ERR₁和/或ERR₂的值存儲(chǔ)在諸如寄存器或觸發(fā)器的存儲(chǔ)器中。例如，在各種實(shí)施例中，每個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)被連接到置位重置觸發(fā)器或鎖存器的置位輸入。

圖12示出了子模塊480的第一實(shí)施例。

如前所述，第二子模塊480被配置為分析PWM信號(hào)的接通和關(guān)斷持續(xù)時(shí)間。

在所考慮的實(shí)施例中，子模塊480包括配置為分別確定PWM周期的接通和關(guān)斷持續(xù)時(shí)間是否在給定限度內(nèi)的兩個(gè)電路482_ON和482_OFF。

在所考慮的實(shí)施例中，電路482_ON和482_OFF基本上具有圖10所示的電路460的架構(gòu)。

在這一點(diǎn)上，圖13所示的是通用電路482，其可以用于電路482_ON和482_OFF二者。具體地，還在這種情況下，電路482還包括計(jì)數(shù)器4820(可能具有與之相關(guān)聯(lián)的計(jì)數(shù)器重置電路4822)、兩個(gè)比較器4824和4826(可能具有與之相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)的閾值寄存器4828和4830)和驗(yàn)證電路4832。具體地，電路類(lèi)似于子模塊460進(jìn)行操作，唯一的區(qū)別是當(dāng)PWM信號(hào)為高(對(duì)于電路482_ON)時(shí)或當(dāng)PWM信號(hào)為低(對(duì)于電路482_OFF)時(shí)，計(jì)數(shù)器4820被啟用。

因此，類(lèi)似于電路460，計(jì)數(shù)器4820將在每個(gè)新的PWM周期處被重置，并且計(jì)數(shù)器4820將在每個(gè)時(shí)鐘循環(huán)處改變(增加或減少)計(jì)數(shù)器4820的計(jì)數(shù)值CNT₂。然而，在這種情況下，僅當(dāng)PWM信號(hào)為高(對(duì)于電路482_ON)或低(對(duì)于電路482_OFF)時(shí)，即計(jì)數(shù)值CNT₂指示信號(hào)PWM的接通/關(guān)斷持續(xù)時(shí)間時(shí)，計(jì)數(shù)器4820被啟用。因此，類(lèi)似于電路460，該計(jì)數(shù)值可以在比較器4824和4826處與兩個(gè)閾值TH₃和TH₄作比較。

例如，在電路482_ON的情況下，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT₂大于閾值TH₄時(shí)，比較器4826將生成錯(cuò)誤信號(hào)ERR₄，從而指示接通持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。相反，驗(yàn)證電路4832被配置為，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT₂小于第一閾值TH₃并且新的PWM周期開(kāi)始時(shí)，生成錯(cuò)誤信號(hào)ERR₃，從而指示接通持續(xù)時(shí)間過(guò)短。

類(lèi)似地，在電路482_OFF的情況下，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT₂大于閾值TH₄時(shí)，比較器4826將生成錯(cuò)誤信號(hào)ERR₆，從而指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。相反，驗(yàn)證電路4832被配置為，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT₂小于第一閾值TH₃并且新的PWM周期開(kāi)始時(shí)生成錯(cuò)誤信號(hào)ERR₅，從而指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間過(guò)短。

通常，代替使用PWM周期信號(hào)PS，計(jì)數(shù)器重置電路4822還可以與信號(hào)PWM一起操作，以便于檢測(cè)新的PWM循環(huán)。例如，在這種情況下，計(jì)數(shù)器重置電路4822可以檢測(cè)信號(hào)PWM中的上升沿(或者替代地下降沿)，以便于重置計(jì)數(shù)器4820。因此，該實(shí)施例允許檢測(cè)信號(hào)PWM中的尖峰，因?yàn)檫@種尖峰將重置計(jì)數(shù)器4820。這也適用于電路460的計(jì)數(shù)器重置電路4602。因此，通常，信號(hào)PS僅僅是可選的。

圖14示出了電路482的第二實(shí)施例，其中由電路4822提供的重置信號(hào)RST直接對(duì)應(yīng)于PWM信號(hào)(對(duì)于電路482_OFF)或者對(duì)應(yīng)于反相PWM信號(hào)(對(duì)于電路482_ON)。在這種情況下，計(jì)數(shù)器4820也不需要使能端口。

實(shí)際上，如圖15所示，在電路482_ON的示例處，當(dāng)PWM信號(hào)為低時(shí)，重置信號(hào)將保持計(jì)數(shù)器4820被重置，并且當(dāng)信號(hào)PWM為高時(shí)，計(jì)數(shù)器4820將開(kāi)始計(jì)數(shù)。因此，驗(yàn)證電路4832可以確定在比較器4824的輸出處的比較信號(hào)CMP₂是否在重置信號(hào)RST的下一上升沿處被設(shè)置。

然而，上述實(shí)施例沒(méi)有考慮在接通持續(xù)時(shí)間和關(guān)斷持續(xù)時(shí)間之間確實(shí)存在關(guān)系。事實(shí)上，假設(shè)PWM循環(huán)的持續(xù)時(shí)間T_PWM是正確的(其已經(jīng)由電路460驗(yàn)證)，過(guò)長(zhǎng)的接通持續(xù)時(shí)間T_ON(設(shè)置信號(hào)ERR₄)將自動(dòng)地暗示過(guò)短的關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF(設(shè)置信號(hào)ERR₅)，并且類(lèi)似地，過(guò)短的接通持續(xù)時(shí)間T_ON(設(shè)置信號(hào)ERR₃)將自動(dòng)地暗示過(guò)長(zhǎng)的關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF(設(shè)置信號(hào)ERR₆)。

因此，僅使用電路482_ON或482_OFF中的一個(gè)也是足夠的，或者當(dāng)使用兩個(gè)電路時(shí)，框4824、4828和4832是冗余的。

在這方面，圖16示出了具有降低的復(fù)雜性的完整子模塊480的實(shí)施例，其中框4824、4828和4832已經(jīng)被移除。

因此，在所考慮的實(shí)施例中，子模塊480包括兩個(gè)計(jì)數(shù)器4820_ON和4820_OFF。第一計(jì)數(shù)器4820_ON在信號(hào)PWM為高時(shí)被啟用，而當(dāng)信號(hào)PWM為低時(shí)被重置。如上所述，這可以通過(guò)計(jì)數(shù)器重置電路4822中的反相器來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，用于計(jì)數(shù)器4820_ON的重置信號(hào)RST_ON可以對(duì)應(yīng)于反相信號(hào)PWM。相反，第二計(jì)數(shù)器4820_OFF在信號(hào)PWM為低時(shí)被啟用，而當(dāng)信號(hào)PWM為高時(shí)被重置。如前所述，這可以通過(guò)將信號(hào)PWM直接用作計(jì)數(shù)器4820_OFF的重置信號(hào)RST_OFF來(lái)實(shí)現(xiàn)。

因此，在所考慮的實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器4820_ON的計(jì)數(shù)值CNT_2,ON將指示接通持續(xù)時(shí)間T_ON，并且計(jì)數(shù)器4820_OFF的計(jì)數(shù)值CNT_2,OFF將指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF。

在所考慮的實(shí)施例中，在比較器4826_ON處將計(jì)數(shù)值CNT_2,ON與閾值TH_ON作比較，以便于確定接通持續(xù)時(shí)間T_ON是否過(guò)長(zhǎng)，并且比較器4826_ON的輸出被用作錯(cuò)誤信號(hào)ERR_ON。如上所述，閾值TH_ON可以被存儲(chǔ)在寄存器4830_ON中，寄存器4830_ON可以經(jīng)由模塊50通過(guò)控制信號(hào)48_ON來(lái)被編程。

類(lèi)似地，可以在比較器4826_OFF處將計(jì)數(shù)值CNT_2,OFF與閾值TH_OFF作比較，以便于確定關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF是否過(guò)長(zhǎng)，并且比較器4826_OFF的輸出可以用作錯(cuò)誤信號(hào)ERR_OFF。而且在這種情況下，閾值TH_OFF可以被存儲(chǔ)在寄存器4830_OFF中，其可經(jīng)由模塊50通過(guò)控制信號(hào)48_OFF編程。

然而，該實(shí)施例沒(méi)有考慮在給定時(shí)間事實(shí)上僅計(jì)數(shù)器4820_ON或4820_OFF中的一個(gè)將被啟用。

因此，實(shí)際上，單個(gè)計(jì)數(shù)器可以用于子模塊480。

圖17示出了具有單個(gè)計(jì)數(shù)器4800的子模塊480的第一實(shí)施例。

具體地，在所考慮的實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器4800被配置為響應(yīng)于重置信號(hào)RST來(lái)重置計(jì)數(shù)值CNT₃。具體地，該重置信號(hào)RST由計(jì)數(shù)器重置電路4802在信號(hào)PWM的每個(gè)上升沿和每個(gè)下降沿處生成。因此，計(jì)數(shù)器4802改變(基于使用的計(jì)數(shù)器而增加或減少)計(jì)數(shù)值CNT₃，直至在信號(hào)PWM中出現(xiàn)新的上升沿或下降沿。

在所考慮的實(shí)施例中，計(jì)數(shù)值CNT₃被提供給比較器4806。具體地，該比較器4806被配置為，根據(jù)信號(hào)PWM的值將計(jì)數(shù)值CNT₃與接通閾值TH_ON(信號(hào)PWM為高)或關(guān)斷閾值TH_OFF(信號(hào)PWM為低)作比較。例如，在所考慮的實(shí)施例中，通過(guò)復(fù)用器4814執(zhí)行選擇。再次，這些閾值可以被存儲(chǔ)在相應(yīng)的寄存器4810_ON和4810_OFF中，其可以經(jīng)由模塊50通過(guò)控制信號(hào)48_ON和48_OFF來(lái)編程。

因此，當(dāng)信號(hào)PWM為高時(shí)，計(jì)數(shù)值CNT₃指示接通持續(xù)時(shí)間T_ON，并且比較器4806指示接通持續(xù)時(shí)間T_ON是否過(guò)長(zhǎng)，例如大于閾值TH_ON。相反，當(dāng)信號(hào)PWM為低時(shí)，計(jì)數(shù)值CNT₃指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF，并且比較器4806指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF是否過(guò)長(zhǎng)，例如大于閾值TH_OFF。因此，可以使用簡(jiǎn)單的解復(fù)用器4816，解復(fù)用器4816在輸入處接收由比較器4806提供的比較信號(hào)并且通過(guò)信號(hào)PWM來(lái)驅(qū)動(dòng)，以便于生成分別指示接通持續(xù)時(shí)間T_ON或關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF是否過(guò)長(zhǎng)的相應(yīng)錯(cuò)誤信號(hào)ERR_ON和ERR_OFF。

圖18示出了子模塊480的替代實(shí)施例，其中使用向上和向下計(jì)數(shù)器4800，從而避免了對(duì)復(fù)用器和解復(fù)用器的需要。

具體地，在所考慮的實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器4800被配置為響應(yīng)于重置信號(hào)RST來(lái)重置計(jì)數(shù)值CNT₃。具體地，在信號(hào)PWM的每個(gè)上升沿和每個(gè)下降沿，由計(jì)數(shù)器重置電路4802生成該重置信號(hào)RST。因此，計(jì)數(shù)器4800改變(基于選擇信號(hào)二增加或減小)計(jì)數(shù)值CNT3，直至信號(hào)PWM中的故障邊沿的新的上升發(fā)生。具體地，計(jì)數(shù)器4800被配置為根據(jù)信號(hào)PWM的值來(lái)增加或減小計(jì)數(shù)值CNT₃。例如，在所考慮的實(shí)施例中，當(dāng)信號(hào)PWM為高時(shí)計(jì)數(shù)值CNT₃增加，而當(dāng)信號(hào)PWM為低時(shí)計(jì)數(shù)值CNT₃減小。

在所考慮的實(shí)施例中，將計(jì)數(shù)值CNT₃提供給兩個(gè)比較器4806_ON和4806_OFF。

具體地，比較器4806_ON被配置為將計(jì)數(shù)值CNT₃與接通閾值TH_ON作比較，并且比較器4806_OFF被配置為將計(jì)數(shù)值CNT₃與關(guān)斷閾值TH_OFF作比較。

因此，如圖18所示，當(dāng)信號(hào)PWM為高時(shí)，計(jì)數(shù)值CNT₃可以具有指示接通持續(xù)時(shí)間T_ON的正值，并且比較器4806_ON指示接通持續(xù)時(shí)間T_ON是否過(guò)長(zhǎng)，即，是否大于設(shè)置為正值的閾值TH_ON。相反，當(dāng)信號(hào)PWM為低時(shí)，計(jì)數(shù)值CNT₃可以具有指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF的負(fù)值，并且比較器4806_OFF指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF是否過(guò)長(zhǎng)，即是否小于通常設(shè)置為負(fù)值的閾值TH_OFF。因此，在所考慮的實(shí)施例中，比較器4806_ON和4806_OFF的輸出可以分別用作指示接通持續(xù)時(shí)間T_ON或關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF是否過(guò)長(zhǎng)的錯(cuò)誤信號(hào)ERR_ON和ERR_OFF。

因此，在所考慮的實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器重置電路4802檢測(cè)信號(hào)PWM的邏輯電平，并且在每個(gè)邏輯電平改變時(shí)，其重置計(jì)數(shù)器4800。此外，信號(hào)PWM指示計(jì)數(shù)器4800必須作為向上計(jì)數(shù)器還是向下計(jì)數(shù)器進(jìn)行操作，例如，如果信號(hào)PWM的邏輯電平為高，則計(jì)數(shù)器4800可以向上計(jì)數(shù)，而如果信號(hào)PWM的邏輯電平為低，則計(jì)數(shù)器4800可以向下計(jì)數(shù)。

結(jié)果，在正確操作的情況下，計(jì)數(shù)器4800如圖19所示進(jìn)行計(jì)數(shù)。如果PWM信號(hào)的接通時(shí)間T_ON的持續(xù)時(shí)間比期望持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，則比較器4806_ON輸出改變，并且經(jīng)由信號(hào)ERR_ON用信號(hào)通知故障。相反，如果PWM信號(hào)的關(guān)斷時(shí)間T_OFF的持續(xù)時(shí)間比期望時(shí)間長(zhǎng)，則比較器4806_OFF輸出改變，并且經(jīng)由信號(hào)ERR_OFF用信號(hào)通知故障。

例如，當(dāng)PWM配置參數(shù)42改變和/或處于新的PWM周期時(shí)，由模塊50通過(guò)控制信號(hào)48_ON和48_OFF及時(shí)執(zhí)行閾值TH_ON和TH_OFF的設(shè)置。如前所述，優(yōu)選地，這些閾值根據(jù)PWM配置參數(shù)42來(lái)確定。

通常，閾值TH_ON和TH_OFF的適當(dāng)選擇是取決于應(yīng)用的。例如，在信號(hào)PWM為高時(shí)計(jì)數(shù)器4800表現(xiàn)為向上計(jì)數(shù)器的情況下，模塊50可以使用以下關(guān)系：

TH_ON＝C_RES,UP+(C_{PWM_ON,N}+X₃) (6)

TH_OFF＝C_RES,DOWN-(C_{PWM_OFF1,N}+C_{PWM_OFF1,N-1}+X₄) (7)

其中C_RES,UP和C_RES,DOWN分別是當(dāng)計(jì)數(shù)器4800作為向上計(jì)數(shù)器或向下計(jì)數(shù)器操作時(shí)的重置值，C_{PWM_ON,N}、C_{PWM_OFF1,N}和C_{PWM_OFF2,N-1}分別是時(shí)鐘信號(hào)CLK₂的多個(gè)時(shí)鐘循環(huán)中的PWM周期N的接通時(shí)間T_ON、PWM周期N的初始關(guān)斷時(shí)間T_OFF1和PWM周期N-1的最終關(guān)斷時(shí)間T_OFF2，并且X₃和X₄是表示所接受容差的同一時(shí)鐘的一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘循環(huán)。

類(lèi)似地，在信號(hào)PWM為高時(shí)計(jì)數(shù)器4800表現(xiàn)為向下計(jì)數(shù)器的情況下，模塊50可使用以下關(guān)系：

TH_ON＝C_RES,DOWN–(C_{PWM_ON,N}+X₃) (8)

TH_OFF＝C_RES,UP+(C_{PWM_OFF1,N}+C_{PWM_OFF1,N-1}+X₄) (9)

然而，在這種情況下，比較器4604和4606的輸入也必須被切換，即，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT₃小于閾值TH_ON時(shí)，比較器4604指示錯(cuò)誤，并且當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT₃大于閾值TH_OFF時(shí)，比較器4606指示錯(cuò)誤。

在各種實(shí)施例中，一旦檢測(cè)到錯(cuò)誤，子電路480就可以將錯(cuò)誤信號(hào)ERR_ON和/或ERR_OFF的值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(例如寄存器或觸發(fā)器)中。例如，在各種實(shí)施例中，每個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)被連接到置位重置觸發(fā)器或鎖存器的置位輸入。

因此，通常，子電路480確定指示接通持續(xù)時(shí)間T_ON的計(jì)數(shù)值和指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF的計(jì)數(shù)值。例如，在圖17和圖18所示的實(shí)施例中，為此目的使用相同的計(jì)數(shù)器4800，

接下來(lái)，子電路480將指示接通持續(xù)時(shí)間T_ON的計(jì)數(shù)值與接通閾值TH_ON作比較，以便于確定接通持續(xù)時(shí)間T_ON是否大于最大接通持續(xù)時(shí)間。如上所述，基于計(jì)數(shù)器的操作，比較實(shí)際上可以在電路級(jí)確定計(jì)數(shù)值是否小于最大閾值。然而，該比較仍然確定接通持續(xù)時(shí)間T_ON是否大于最大接通持續(xù)時(shí)間，并且當(dāng)接通持續(xù)時(shí)間T_ON大于最大接通持續(xù)時(shí)間時(shí)可能生成錯(cuò)誤信號(hào)ERR_ON。

類(lèi)似地，子電路460將指示關(guān)斷持續(xù)時(shí)間的值與關(guān)斷閾值TH_OFF作比較，以便于確定關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF是否大于最大關(guān)斷持續(xù)時(shí)間，并且當(dāng)關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T_OFF大于最大關(guān)斷持續(xù)時(shí)間時(shí)可能生成錯(cuò)誤信號(hào)ERR_OFF。

因此，相對(duì)于已知的解決方案，本文公開(kāi)的解決方案具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際上，類(lèi)似于圖7所示的讀回方法，故障檢測(cè)電路460利用實(shí)際PWM信號(hào)操作，因此還允許監(jiān)視高功率PWM信號(hào)。然而，該解決方案最多在PWM循環(huán)結(jié)束時(shí)直接檢測(cè)可能的PWM故障，而不會(huì)顯著影響整個(gè)設(shè)備的尺寸。

當(dāng)然，在不損害本實(shí)用新型的原理的情況下，結(jié)構(gòu)和實(shí)施例的細(xì)節(jié)可以相對(duì)于僅作為示例在此描述和示出的內(nèi)容而廣泛地變化，而不脫離如由隨后的權(quán)利要求所限定的本實(shí)用新型的范圍。