用于并行開關(guān)的驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的故障檢測(cè)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于使用驅(qū)動(dòng)信號(hào)(例如PffM信號(hào))驅(qū)動(dòng)開關(guān)的電路。這種類型的電路被在廣泛的電子設(shè)備中使用，例如當(dāng)有必要調(diào)節(jié)來自配電網(wǎng)絡(luò)的電能以使用其向電氣機(jī)械供電時(shí)。電能調(diào)節(jié)電路也可以用于調(diào)節(jié)來自例如諸如可再生能源的直流電源的電能，以將其注入到配電網(wǎng)絡(luò)，或向負(fù)載供電。
[0002]典型地，在電流逆變器中或在電流轉(zhuǎn)換器中發(fā)現(xiàn)這種類型的電路。
【背景技術(shù)】
[0003]電子開關(guān)，典型地，IGBT或者其它類似的電子部件被針對(duì)給定的最大電流負(fù)載或額定電流確定大小。當(dāng)需要提供能夠遞送功率以使得電流超過在單開關(guān)上的額定電流的設(shè)備時(shí)，提供并行的電子開關(guān)的結(jié)構(gòu)，以便代替一個(gè)開關(guān)，在兩個(gè)或更多個(gè)開關(guān)之間分離遞送的電流。并行的開關(guān)被相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(例如PWM信號(hào))驅(qū)動(dòng)。因此，半橋式構(gòu)造或全橋式構(gòu)造是例如可能的，其中在橋的每個(gè)分支中提供被相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制的兩個(gè)或更多個(gè)電子開關(guān)。每個(gè)電子開關(guān)與各自的驅(qū)動(dòng)器電路或板相關(guān)聯(lián)。
[0004]電子開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路或者處理板，典型地，DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)產(chǎn)生。驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路通過驅(qū)動(dòng)線路連接到各個(gè)電子開關(guān)的每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，通過驅(qū)動(dòng)線路驅(qū)動(dòng)信號(hào)被傳送。此外，利用故障線路將每個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路連接到驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路。如果故障在與給定的驅(qū)動(dòng)器電路相關(guān)聯(lián)的電子開關(guān)中發(fā)生，驅(qū)動(dòng)器電路通過故障線將故障信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路，使得例如關(guān)掉設(shè)備和/或發(fā)出警報(bào)信號(hào)。電子開關(guān)中的故障可以產(chǎn)生于各種原因。通常，故障引起增加的跨電子開關(guān)的電壓降。當(dāng)所述電壓降超過閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)器電路在故障線路上產(chǎn)生故障信號(hào)。
[0005]如果故障或中斷發(fā)生在驅(qū)動(dòng)線路上，通過驅(qū)動(dòng)線路驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)遞送到驅(qū)動(dòng)器電路，各自的電子開關(guān)保持打開，因?yàn)樗辉俳邮涨袚Q信號(hào)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，在正常運(yùn)行條件下在并行的N個(gè)電子開關(guān)之間分離的電流流動(dòng)，在N-1個(gè)開關(guān)之間分離，隨之發(fā)生的是，通過每個(gè)其余開關(guān)中的電流率增加。例如，在具有兩個(gè)并行開關(guān)的構(gòu)造的情況中，如果故障發(fā)生在與電子開關(guān)中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)線路中，該電子開關(guān)將不再切換到閉合狀態(tài)并且將保持一直打開。另外一個(gè)開關(guān)將維持導(dǎo)通間隔中的整個(gè)電流流動(dòng)。如果電流超過了在電子電路上的最大可允許值，其將會(huì)中斷。驅(qū)動(dòng)信號(hào)不存在的情況沒有被驅(qū)動(dòng)器電路檢測(cè)到，并且因此無(wú)警告條件發(fā)生。設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行直到繼續(xù)接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電子開關(guān)被不可逆地?fù)p壞。
[0006]因此，存在提高如上所述類型的設(shè)備的可靠性，并且特別是檢驗(yàn)驅(qū)動(dòng)線路的任何中斷或故障的需求，以防止對(duì)電子開關(guān)不可逆的損壞。明智的做法是在不使電路負(fù)擔(dān)的情況下，即在不需要在驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路和各自的電子開關(guān)的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路之間提供額外的連接線路的情況下執(zhí)行該功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決或緩解先前技術(shù)設(shè)備的問題中的一個(gè)或多個(gè)，這里提供了驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路和在驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路和各自開關(guān)的各自驅(qū)動(dòng)器電路之間的故障線路。此外，不僅在被控制開關(guān)中實(shí)際存在故障的情況中，而且當(dāng)從驅(qū)動(dòng)器電路接收的驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)斷開值時(shí)，故障信號(hào)也呈現(xiàn)在故障線路上。在驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路產(chǎn)生斷開信號(hào)的間隔期間，故障信號(hào)被抑制，即被掩蓋，使得其不產(chǎn)生故障信號(hào)。如果故障信號(hào)還保持在導(dǎo)通間隔期間，即在驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)期間，則故障信號(hào)(不再被抑制或掩蓋)確定發(fā)送故障信號(hào)，其由驅(qū)動(dòng)器電路例如由于驅(qū)動(dòng)線路的中斷而不接收各自開關(guān)的閉合(即接通)信號(hào)的事實(shí)確定。
[0008]在實(shí)際實(shí)施例中，這里因此提供了用于驅(qū)動(dòng)并行的電子開關(guān)的設(shè)備，包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路，其被配置成將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到兩個(gè)或更多個(gè)并行的電子開關(guān)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)至少能夠呈現(xiàn)接通值和斷開值。所述設(shè)備也可以包括針對(duì)每個(gè)電子開關(guān)的驅(qū)動(dòng)器電路，其被配置成從驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)并且根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的值控制各自的電子開關(guān)的閉合和打開。此外，驅(qū)動(dòng)線路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路連接到電子開關(guān)的各自的電路，以將來自驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路的輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送到各自的驅(qū)動(dòng)器電路的輸入。最后，在各自的驅(qū)動(dòng)器電路和驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路之間提供故障線路，以將來自各自的驅(qū)動(dòng)器電路的故障信號(hào)傳送到驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路。
[0009]每個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路也包括用于產(chǎn)生故障信號(hào)的結(jié)構(gòu)，以既在當(dāng)輸入到驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)斷開值時(shí)在故障線路上產(chǎn)生故障信號(hào)，又在當(dāng)故障在各自的電子開關(guān)中存在時(shí)在故障線路上產(chǎn)生故障信號(hào)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路包括用于從驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)斷開值的間隔期間掩蓋或抑制來自各自的驅(qū)動(dòng)器電路的故障信號(hào)的結(jié)構(gòu)。
[0010]故障信號(hào)在其某種意義上不確定動(dòng)作(例如故障信號(hào)發(fā)送還是斷開設(shè)備)時(shí)被掩蓋或抑制的，其發(fā)生在實(shí)際故障的情況中，即在驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路正在產(chǎn)生閉合信號(hào)(即針對(duì)各自的開關(guān)的導(dǎo)通信號(hào))，但是該開關(guān)的驅(qū)動(dòng)器電路未接收到導(dǎo)通信號(hào)的情況中。
[0011]在一些實(shí)施例中，用于產(chǎn)生故障信號(hào)的結(jié)構(gòu)包括故障信號(hào)產(chǎn)生電路，故障信號(hào)產(chǎn)生電路包括電子轉(zhuǎn)換開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)被連接到故障線路，被驅(qū)動(dòng)以便切換在故障線路上的電壓使得:
[0012]-當(dāng)?shù)津?qū)動(dòng)器電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入呈現(xiàn)斷開值時(shí)，或者當(dāng)在各自的電子開關(guān)中存在故障時(shí)，在故障線路上的電壓等于指示故障情況的值；
[0013]-當(dāng)輸入到驅(qū)動(dòng)器電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)接通值并且電子開關(guān)被正確操作時(shí)，在故障線路上的電壓等于指示正確操作狀況的值。
[0014]在實(shí)際實(shí)施例中，用于產(chǎn)生故障信號(hào)的結(jié)構(gòu)的電子轉(zhuǎn)換開關(guān)與延遲網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)，以相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿延遲電子轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換。
[0015]在一些實(shí)施例中，用于產(chǎn)生故障信號(hào)的結(jié)構(gòu)的電子轉(zhuǎn)換開關(guān)被配置以便在故障線路上施加指示故障信號(hào)的高電壓值，或者指示不存在故障的低電壓值。
[0016]故障信號(hào)產(chǎn)生電路可以包括連接分支，其將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入連接到電子轉(zhuǎn)換開關(guān)，使得在驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入上的電壓值在電子轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換狀態(tài)中起作用。此外，連接分支可以包括開關(guān)，其當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)斷開值時(shí)是閉合的，并且當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)接通值時(shí)是打開的。在一些實(shí)施例中，連接分支的開關(guān)被布置和配置成當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)斷開值時(shí)在故障信號(hào)產(chǎn)生電路的轉(zhuǎn)換開關(guān)的基極施加低電壓，所述低電壓引起故障信號(hào)產(chǎn)生電路的電子轉(zhuǎn)換開關(guān)的閉合以及故障信號(hào)在故障線路上的施加。
[0017]在有利的實(shí)施例中，故障信號(hào)產(chǎn)生電路的電子轉(zhuǎn)換開關(guān)連接到由驅(qū)動(dòng)器電路驅(qū)動(dòng)的電子開關(guān)的故障信號(hào)輸入。構(gòu)造可以是使得電子轉(zhuǎn)換開關(guān)的故障信號(hào)引起故障信號(hào)產(chǎn)生電路的電子開關(guān)的切換，以便將故障信號(hào)被施加到故障線路。
[0018]在一些實(shí)施例中，電子開關(guān)的故障狀況可以通過跨電子開關(guān)的過電壓的信號(hào)被檢測(cè)。
[0019]在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路可以包括通過故障信號(hào)發(fā)送轉(zhuǎn)換開關(guān)連接到故障線路的端子。轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換狀態(tài)可以根據(jù)在故障線路上的故障信號(hào)的存在或者不存在來確定。有利地，用以掩蓋故障信號(hào)的結(jié)構(gòu)可以配置成掩蓋當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)斷開值時(shí)由故障線路遞送到故障信號(hào)發(fā)送轉(zhuǎn)換開關(guān)的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，故障信號(hào)發(fā)送轉(zhuǎn)換開關(guān)具有連接到節(jié)點(diǎn)的柵極，節(jié)點(diǎn)連接到故障線路和故障信號(hào)抑制電路，故障信號(hào)抑制電路使節(jié)點(diǎn)在驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)斷開值的間隔期間達(dá)到對(duì)應(yīng)于不存在故障信號(hào)的電壓值。例如，抑制電路可以包括電子開關(guān)的結(jié)構(gòu)，其在驅(qū)動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)斷開值的間隔期間使節(jié)點(diǎn)達(dá)到低電壓值。
[0020]在一些實(shí)施例中，故障信號(hào)抑制電路可以包括延遲網(wǎng)絡(luò)，其被配置和布置成相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)從斷開值到接通值的切換沿延長(zhǎng)電路的抑制效應(yīng)。
[0021]根據(jù)進(jìn)一步的方面，這里提供一種用于驅(qū)動(dòng)并行的電子開關(guān)的方法，其通過連接到與所述電子開關(guān)相關(guān)聯(lián)的各自的驅(qū)動(dòng)器電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路驅(qū)動(dòng)并行的電子開關(guān)，其中在電子開關(guān)的斷開間隔期間，驅(qū)動(dòng)器電路將故障信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路，并且其中在電子開關(guān)的所述斷開間隔期間，驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路掩蓋來自電子開