專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制設(shè)備的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制設(shè)備的電路裝置和一種用于操控控制設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
尤其是在汽車(chē)應(yīng)用中，必須保護(hù)控制設(shè)備以免發(fā)生反極性和過(guò)壓(例如負(fù)載突降)。此外，為了運(yùn)行該控制設(shè)備，需要所謂的主繼電器，該主繼電器應(yīng)當(dāng)確保極小的靜電流消耗。迄今，反極性保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)和主繼電器的功能作為單個(gè)的、分離的電路是已知的。在此，過(guò)壓保護(hù)通常僅僅通過(guò)抑制二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)并且所有后面的電路部件必須能夠經(jīng)受抑制二極管的端電壓。

發(fā)明內(nèi)容
提出一種根據(jù)權(quán)利要求1的電路裝置。此外描述了一種根據(jù)權(quán)利要求7的方法。 由從屬權(quán)利要求得出所述電路和方法的實(shí)施方式。所述電路裝置至少在一些實(shí)施方式中聯(lián)合以下各功能反極性保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、插頭接點(diǎn)保護(hù)和主繼電器。利用所述電路裝置實(shí)現(xiàn)一種“開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器”，該開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器在超過(guò)開(kāi)關(guān)閾值時(shí)通過(guò)時(shí)鐘脈沖限制電壓。


圖1示出所述電路裝置的一個(gè)實(shí)施方式。圖2示出所提出的電路裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。圖3示出所述電路裝置的簡(jiǎn)化模型。圖4示出典型的電流和電壓變化曲線。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出了所提出的電路裝置的一個(gè)可能的實(shí)施方式，該電路裝置總體上以附圖標(biāo)記10表示?？梢钥吹降谝粓?chǎng)效應(yīng)晶體管Tl 12、第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2 14、可選的電感器Ll 16、電容器Cl 18、控制單元或控制邏輯(control logic) 20、可選的二極管Dl 22 和點(diǎn)火開(kāi)關(guān)M。當(dāng)斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)M時(shí)，晶體管Tl 12截止并且后面的電路的靜電流消耗接近于0 A。在Tl 12的漏極連接端子處，通過(guò)T2 14的體二極管存在供電電壓減去T2 14的二極管電壓。如果現(xiàn)在閉合點(diǎn)火開(kāi)關(guān)對(duì)，則通過(guò)控制邏輯20首先操控晶體管Tl 12并且隨后操控T2 14并且因此變?yōu)榈蜌W姆的。如果Cl 18上的電壓(保護(hù)電壓)超過(guò)閾值，則通過(guò)控制邏輯20截止Tl 12。如果Cl 18上的電壓重新降低到低于第二閾值，則Tl 12重新導(dǎo)通并且回路從頭開(kāi)始。由此限制Cl 18上的電壓。Cl 18和可選的電感器Ll 16在此用于能量存儲(chǔ)或者用于Cl 18上的電壓的平滑。
利用可選的抑制二極管Dl 22可以將Tl 12的漏極連接端子上的電壓限制到一中間電壓，以便減小Tl 12中的損耗功率。在反極性的情形中，通過(guò)控制邏輯20截止T2 14 并且因此保護(hù)整個(gè)后面的電路免受反極性。圖1中所示的電路裝置10或者輸入布線滿足以下功能 內(nèi)部的電子主繼電器
負(fù)載突降保護(hù) 反極性保護(hù)
在電壓下接插時(shí)的插頭接點(diǎn)保護(hù)。圖2示出電路裝置的另一個(gè)實(shí)施方式，該電路裝置在總體上以附圖標(biāo)記200表示。 可以看到簡(jiǎn)化地作為開(kāi)關(guān)示出的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管202和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管204。此外示出了存儲(chǔ)元件206 (在此情形中是電容器)、控制單元208、齊納二極管210、升壓電容器212 和比較器214。升壓電容器212提供用于在接通時(shí)切換第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的能量。所述接通通過(guò)控制單元208的連接端子216 (所謂的端子15)識(shí)別。通過(guò)這樣的方式可以識(shí)別點(diǎn)火鑰匙是否插入。如果不是這樣的情形，則第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管202截止并且不向控制設(shè)備供給電壓。存儲(chǔ)元件206平滑提供給控制設(shè)備的電壓。比較器214檢驗(yàn)提供給控制設(shè)備的電壓并且將該電壓與閾值電壓進(jìn)行比較。如果所提供的電壓超過(guò)該閾值電壓，則通過(guò)控制單元208以時(shí)鐘脈沖方式運(yùn)行第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管202。第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管204確保反極性保護(hù)。第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管202用作主繼電器并且確保過(guò)壓保護(hù)和插頭接點(diǎn)保護(hù)。為了滿足客戶對(duì)在控制設(shè)備關(guān)斷時(shí)低靜電流的要求，不允許存在總和超過(guò)例如 100 μ A的靜電流的電流路徑。通過(guò)所選擇的電路裝置10，可以將控制設(shè)備連接到電纜束上，而不會(huì)在插入時(shí)由于內(nèi)部Elko的充電而出現(xiàn)高的接觸電流。電路裝置30被設(shè)置用于使用標(biāo)準(zhǔn)M0SFET。負(fù)載突降保護(hù)
為了防止車(chē)載電網(wǎng)中的高過(guò)壓，在控制設(shè)備中在反極性保護(hù)FET后面設(shè)置有功率齊納二極管。通過(guò)該二級(jí)管將輸入電壓例如限制到<60V的值。在出現(xiàn)負(fù)載突降時(shí)，二極管必須消耗所積累能量的大部分。由二極管消耗的能量取決于其中定義了脈沖(振幅、持續(xù)時(shí)間、內(nèi)阻)的客戶規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于不同的電路部件，需要電壓降低(例如<50V)。如果這完全利用功率齊納二極管進(jìn)行，則可能使該功率齊納二極管過(guò)載。為了實(shí)現(xiàn)所述電壓降低，通過(guò)包含在控制邏輯中的2點(diǎn)調(diào)節(jié)器周期性地接通和關(guān)斷開(kāi)關(guān)FET并且調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)模塊的輸出電壓。在頻率相對(duì)低并且用作存儲(chǔ)線圈的EMV電感線圈的電感小時(shí)，典型的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器運(yùn)行是不可能的。這意味著在發(fā)出時(shí)鐘脈沖時(shí)不存在電流。在接通開(kāi)關(guān)MOSFET時(shí)通過(guò)饋電線和存儲(chǔ)線圈電感限制電流升高速度。通過(guò)發(fā)生器電壓和Elko電壓之間的電壓差和回路中存在的歐姆電阻確定最大的脈沖電流值。令人滿意的電路功能僅僅在LD脈沖的內(nèi)阻被指定為足夠高時(shí)是可能的。該LD脈沖決定性地確定電流幅度。
圖3示出電路裝置的簡(jiǎn)化模型，其中包含有用于觀察LD調(diào)節(jié)的相關(guān)電路部件。該示圖示出LD發(fā)生器100、RI-LD發(fā)生器102、L_饋電線104、反極性保護(hù)FET 106、開(kāi)關(guān)FET 108、LD 二極管110、C濾波器112、另一 C濾波器114、L_EMV 116 (可選)、R_衰減器118、二極管D8 120、C緩存Elko 122、電阻R22 IM和R負(fù)載126。
權(quán)利要求
1.用于控制設(shè)備的電路裝置，具有第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(12，202)和比較器(214)，通過(guò)所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管操控所述控制設(shè)備，所述比較器將設(shè)置用于操控所述控制設(shè)備的電壓與閾值電壓進(jìn)行比較并且在超過(guò)所述閾值電壓時(shí)通過(guò)控制單元(20，208)調(diào)整所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(12，202 )的時(shí)鐘脈沖方式的運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路裝置，其中在所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(12，202)前面直接連接有二極管(22)，例如齊納二極管(210)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的電路裝置，其中設(shè)置存儲(chǔ)元件(206)，通過(guò)所述存儲(chǔ)元件平滑提供給所述控制設(shè)備的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路裝置，其中電容器(18)用作為存儲(chǔ)元件(206)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的電路裝置，其中設(shè)置第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管(14，204)， 所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(12，202)反向串聯(lián)(背靠背)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的電路裝置，其中設(shè)置升壓電容器(212)，所述升壓電容器在接通的時(shí)刻提供能量。
7.用于操控控制設(shè)備、尤其是利用根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的電路裝置(10，200) 來(lái)操控控制設(shè)備的方法，其中通過(guò)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(12，202)操控所述控制設(shè)備，其中利用比較器(214)將設(shè)置用于操控所述控制設(shè)備的電壓與閾值電壓進(jìn)行比較并且在超過(guò)所述閾值電壓時(shí)通過(guò)控制單元(20，208)調(diào)整所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(12，202)的時(shí)鐘脈沖方式的運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中設(shè)置存儲(chǔ)元件(206)，通過(guò)所述存儲(chǔ)元件平滑提供給所述控制設(shè)備的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中設(shè)置第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管(14，204)，所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管與所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(12，202)反向串聯(lián)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的方法，其中設(shè)置升壓電容器(212)，所述升壓電容器在接通的時(shí)刻提供能量。
全文摘要
描述了一種用于控制設(shè)備的電路裝置(10)和一種用于運(yùn)行所述電路裝置(10)的方法。所述電路裝置(10)具有第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(12)和比較器，通過(guò)所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管操控所述控制設(shè)備，所述比較器將設(shè)置用于操控所述控制設(shè)備的電壓與閾值電壓進(jìn)行比較并且在超過(guò)所述閾值電壓時(shí)通過(guò)控制單元(20)調(diào)整所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(12)的時(shí)鐘脈沖方式的運(yùn)行。
文檔編號(hào)H03K17/10GK102449909SQ201080023369
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者德雷斯勒 K., 鮑爾 R. 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司