CN100549703C - 检验功率开关的功率开关与外部节点之间电接触的方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，为了确定第一比较值而将在与第一功率开关相耦合的下拉电阻上下降的第一电压与可调节的第一参考电压进行比较，并且为了确定第二比较值而将在与第二功率开关相耦合的上拉电阻上下降的第二电压与可调节的第二参考电压进行比较。于是，根据第一比较值和第二比较值确定，第一功率开关的第一输出引线和第二功率开关的第二输出引线是否相互接触，其中，通过被布置在功率开关装置之外的节点将第一输出引线和第二输出引线相互连接。

Description

检验功率开关的功率开关与外部节点之间电接触的方法
技术领域
本发明涉及一种方法，用于检验功率开关装置的第一功率开关的第一输出引线、外部节点和功率开关装置的第二功率开关的第二输出引线之间的电接触。
背景技术
众所周知地，在用于切换负载的许多应用中采用诸如半桥、全桥、高端开关、低端开关等的电子功率开关。电子功率开关装置常常具有多个功率开关，其中，这些功率开关被相互连接并且被用作一个单元。出于技术上的原因，由于电流承载能力而必需的是，针对这种功率开关装置使用两个输出引线。为此必需将功率开关的输出端对称地分配到两个输出引线上。于是，在功率开关装置之外借助节点来连接这两个输出引线。
这种功率开关装置常常装备有诊断电路。通过诊断电路可以测量电流和电压。借助所测量的电流和电压，利用硬件技术检测如“过电流”(OC，overcurrent)、“低功率开关电压”(LVT，low voltageover transistor)或者“开路电压”(VOL，open load voltage)那样的故障征兆。于是，借助所检测到的故障征兆利用软件技术来决定，是否存在某种类型的故障。众所周知地，例如在印刷电路板上，现有的诊断电路被用于检测故障征兆，而不被用于检验功率开关装置的输出引线的接触。
一种公知的诊断电路例如由上拉结构和下拉结构组成，例如由电阻或者电流源组成。
但是，由于制造技术的问题可能出现，输出引线没有电接触。如果这出现在只具有一个输出引线的功率开关装置中，则这能以公知的方式通过诊断电路来识别。但是，只要功率开关装置拥有两个输出引线，则这就不再可能了。于是，如果一个输出引线不被接触，则不能达到功率开关装置的所希望的电流承载能力，从而带来了功率开关装置不能驱动负载的后果。因此，这种其中要相互连接的输出引线之一不接触的功率开关装置不能用于在输出侧提供所希望的电流承载能力。因而，在安装功率开关装置之后，必需检验功率开关与其相应的输出引线的正确接触。
在检验功率开关装置的两个输出引线是否接触的当今所采用的方法中，使用电容性测量法。在所采用的电容性测量法中，如果不存在两个输出引线到其相应功率开关的电连接，则显示提高的电容。可替换地，也可以在制造时用X射线检查输出引线和通过特定的图像处理系统来评价输出引线。用于检验两个输出引线的接触的这些刚才所述的通常公知的方法分别必需专用的测量装置，以便能执行测量。但是，用于执行测量的专用的测量装置是昂贵的。
发明内容
本发明的任务因此在于，以简单的方式和尽可能节约成本地来执行功率开关装置的要相互连接的输出引线的电接触。对于检验应尽可能不需要附加的测量装置。
根据本发明的用于检验功率开关装置的第一功率开关的第一输出引线、外部节点和功率开关装置的第二功率开关的第二输出引线之间的电接触的方法，其包括：(a)将所述第一功率开关与下拉电阻相耦合，和将所述第二功率开关与上拉电阻相耦合；(b)通过外部的、被布置在功率开关装置之外的节点，将第一输出引线和第二输出引线相互连接；(c)为了确定第一比较值，将施加在第一输出引线与地之间的第一电压与可调节的第一参考电压进行比较；(d)为了确定第二比较值，将施加在第二输出引线与地之间的第二电压与可调节的第二参考电压进行比较；和(e)根据第一比较值和第二比较值来确定，功率开关装置的第一功率开关的第一输出引线和功率开关装置的第二功率开关的第二输出引线是否通过接触来与外部节点接触。
出于诊断目的，诸如为了检测开头所提及的故障征兆，几乎每个功率开关装置都装备有诊断电路。以有利的方式通过利用出于诊断目的而存在的诊断电路来实现，不用附加的测量装置能检验两个要连接在功率开关装置之外的输出引线的正确接触。为此，功率开关装置的上拉结构与一个输出引线相连接，而功率开关装置的下拉结构与另一个输出引线相连接。因此节省了检验两个输出引线的成本，因为不必专门设置的测量装置。此外，通过利用该诊断电路实现，与复杂的替换方案不同，本发明方法的执行十分简单。
根据本发明的优选的改进方案，上拉电阻和下拉电阻互相连接，以致该上拉电阻和下拉电阻在测试电压与地之间构成分压器。有利地通过分别测量上拉电阻上的和下拉电阻上的所分配的测试电压，能以简单的方式来检验，功率开关装置的两个输出引线是否接触。
根据优选的扩展方案，构造上拉电阻和下拉电阻，以致该上拉电阻和下拉电阻具有相同的电阻值。有利地通过上拉电阻和下拉电阻的相同的电阻值，进一步简化了本发明方法。
根据其它的优选扩展方案，调节第一参考电压，以致该第一参考电压小于测试电压的一半。
根据其它的优选扩展方案，调节第二参考电压，以致该第二参考电压大于测试电压的一半。
根据其它的优选扩展方案，如果第一电压大于第一参考电压，则第一比较值被置于正的逻辑信号电平。
根据其它的优选扩展方案，如果第一电压小于第一参考电压，则第一比较值被置于负的逻辑信号电平。
根据其它的优选扩展方案，如果第二电压大于第二参考电压，则第二比较值被置于正的逻辑信号电平。
根据其它的优选扩展方案，如果第二电压小于第二参考电压，则第二比较值被置于负的逻辑信号电平。
根据其它的优选扩展方案，在方法步骤(e)中确定，如果第一比较值被置于负的逻辑信号电平，而第二比较值被置于正的逻辑信号电平，则中断第一输出引线与第一功率开关之间的接触，和/或中断第二输出引线与第二功率开关之间的接触。
附图说明
以下借助在附图的示意图中所说明的实施例来详细阐述本发明。其中：
图1示出功率开关装置的实施例的示意性方框图，在该实施例中能采用根据图2的本发明方法；和
图2示出本发明方法的优选实施例的示意性流程图。
在所有的附图中，相同的或功能相同的元件和信号(只要没有另加说明)配备有同样的参考符号。
具体实施方式
图1示出功率开关装置6的实施例的示意性方框图，在该功率开关装置6中能采用以下借助图2所说明的本发明方法。
根据图1的功率开关装置6具有第一功率开关3和第二功率开关5。借助控制信号S来控制这两个功率开关3、5。第一功率开关3与功率开关装置6的下拉电阻7相耦合。第二功率开关5与功率开关装置6的上拉电阻8相耦合。在正确的制造过程中，第一功率开关3与第一输出引线2相连接。在正确的制造过程中，第二功率开关5与第二输出引线4相连接。
要利用功率开关装置6切换的负载10与节点9相连接，该负载10利用电源电压Ubat来驱动，功率开关装置6的第一输出引线2和第二输出引线4也与该节点9相连接。
优选地将上拉电阻8和下拉电阻7相互连接，以致该上拉电阻8和下拉电阻7在测试电压Vt与地13之间构成分压器。上拉电阻8和下拉电阻7优选地具有相同的电阻值R。
优选地调节第一参考电压Uref1，以致该第一参考电压Uref1小于测试电压的一半Ut/2。优选地调节第二参考电压Uref2，以致该第二参考电压Uref2大于测试电压的一半Ut/2。
例如，如果第一电压U1大于第一参考电压Uref1，则第一比较值V1被置于正的逻辑信号电平。否则，第一比较值V1被置于负的逻辑信号电平。
例如，如果第二电压U2大于第二参考电压Uref2，则第二比较值V2被置于正的逻辑信号电平。否则，第二比较值V2被置于负的逻辑信号电平。
功率开关装置6具有第一比较器11和第二比较器12，该第一比较器11和第二比较器12众所周知地以常规的方法被用于确定如过电流、低的功率开关装置电压或开路电压那样的故障征兆。
根据本发明，但是将第一比较器11和第二比较器12用于检查，在第一输出引线2与第一功率开关3之间是否有电接触1a，以及在第二输出引线4与第二功率开关5之间是否有电接触1b。
为此，第一比较器11将施加在输出引线2上的第一电压U1与第一参考电压Uref1进行比较，调节该第一参考电压Uref1，以致该第一参考电压Uref1小于测试电压的一半Ut/2。如果第一电压U1大于第一参考电压Uref1，则第一比较器11于是将第一比较值V1置于正的逻辑信号电平。
第二比较器12将施加在第二输出引线4上的第二电压U2与第二参考电压Uref2进行比较，调节该第二参考电压Uref2，以致该二参考电压Uref2大于测试电压的一半Ut/2。如果第二电压U2大于第二参考电压Uref2，则第二比较器12于是在输出侧将第二比较值V2置于正的逻辑信号电平。
根据本发明确定了，如果第一比较值(V1)被置于负的逻辑信号电平而第二比较值(V2)被置于正的逻辑信号电平，则中断第一输出引线(2)与外部节点(9)之间的接触1a，和/或中断第二输出引线(4)与外部节点(9)之间的接触(1b)。如果确定了这点，则在制造之后被检验的功率开关装置6不适用于，借助两个输出引线2、4通过共同的节点9来传输所希望的电流。
图2示出本发明方法的优选实施例的示意性流程图，该方法用于检验功率开关装置6的第一输出引线2与外部节点9之间的电接触1a和功率开关装置6的第二输出引线4与该节点9之间的电接触1b。在此，第一功率开关3与功率开关装置6的下拉电阻7相耦合，而第二功率开关5与功率开关装置6的上拉电阻8相耦合。第一输出引线2和第二输出引线4进一步与功率开关装置6之外的共同的节点9相连接(尤其是参阅图1)。
以下在图2中借助方框电路图来阐述本发明方法。本发明方法具有以下方法步骤：
方法步骤a：
第一功率开关3与下拉电阻7相耦合，而第二功率开关与上拉电阻8相耦合。
方法步骤b：
第一输出引线2和第二输出引线4通过被布置在功率开关装置6之外的节点9来互相连接。
方法步骤c：
为了确定第一比较值V1，将在下拉电阻7上下降的第一电压U1与可调节的第一参考电压Uref1进行比较。优选地调节第一参考电压Uref1，以致该第一参考电压Uref1小于测试电压的一半Ut/2。例如，如果第一电压U1大于第一参考电压Uref1，则第一比较值V1被置于正的逻辑信号电平；而如果第一电压U1小于第一参考电压Uref1，则第一比较值V1被置于负的逻辑信号电平。
方法步骤d：
为了确定第二比较值V2，将施加在输出引线4上的第二电压U2与可调节的第二参考电压Uref2进行比较。优选地调节第二参考电压Uref2，以致该第二参考电压Uref2大于测试电压的一半Ut/2。例如，如果第二电压U2大于第二参考电压Uref2，则第二比较值V2被置于正的逻辑信号电平；而如果第二电压U2小于第二参考电压Uref2，则第二比较值V2被置于负的逻辑信号电平。优选地构造上拉电阻8和下拉电阻7，以致该上拉电阻8和下拉电阻7具有相同的电阻值R(请参阅图2)。
方法步骤e：
最后，根据第一比较值V1和第二比较值V2来确定，第一输出引线2是否与第一功率开关3接触，而第二输出引线4是否与第二功率开关5接触。如果因此确定，第一输出引线2与第一功率开关3不接触，并且第二输出引线4与第二功率开关5不接触，则所制造的功率开关装置6不能用于，为了提高电流承载能力而通过外部节点9来共同传输第一功率开关3的电流和第二功率开关5的电流。优选地因此确定，如果第一比较值V1被置于负的逻辑信号电平，而第二比较值V2被置于正的逻辑信号电平，则第一输出引线2与第一功率开关3不接触，并且第二输出引线4与第二功率开关5不接触。
尽管以上借助优选的实施例说明了本发明，但本发明不限于这些实施例，而是能以多种多样的方式和方法来修改。例如可以设想，将第一和第二比较值的逻辑信号电平的分配倒置。

Claims (7)

1.用于检验功率开关装置(6)的第一功率开关(3)的第一输出引线(2)、外部节点(9)和功率开关装置(6)的第二功率开关(5)的第二输出引线(4)之间的电接触(1a，1b)的方法，其包括：
(a)将所述第一功率开关(3)与下拉电阻(7)相耦合，和将所述第二功率开关(5)与上拉电阻(8)相耦合；
(b)通过外部的、被布置在功率开关装置(6)之外的节点(9)，将第一输出引线(2)和第二输出引线(4)相互连接；
(c)为了确定第一比较值(V1)，将施加在第一输出引线(2)与地(13)之间的第一电压(U1)与可调节的第一参考电压(Uref1)进行比较；
(d)为了确定第二比较值(V2)，将施加在第二输出引线(4)与地(13)之间的第二电压(U2)与可调节的第二参考电压(Uref2)进行比较；和
(e)根据第一比较值(V1)和第二比较值(V2)来确定，功率开关装置(6)的第一功率开关(3)的第一输出引线(2)和功率开关装置(6)的第二功率开关(5)的第二输出引线(4)是否通过接触(1a，1b)来与外部节点(9)接触。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤(a)中的耦合的情况下，相互连接上拉电阻(8)和下拉电阻(7)，以致上拉电阻(8)和下拉电阻(7)在测试电压(Ut)与地(13)之间构成分压器。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，上拉电阻(8)和下拉电阻(7)具有相同的电阻值(R)。
4.按权利要求2所述的方法，其特征在于，调节所述第一参考电压(Uref1)，以致该第一参考电压(Uref1)小于测试电压的一半(Ut/2)，并且调节所述第二参考电压(Uref2)，以致该第二参考电压(Uref2)大于测试电压的一半(Ut/2)。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述第一电压(U1)大于所述第一参考电压(Uref1)，则所述第一比较值(V1)被置于正的逻辑信号电平，或者如果所述第一电压(U1)小于所述第一参考电压(Uref1)，则所述第一比较值(V1)被置于负的逻辑信号电平。
6.按权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述第二电压(U2)大于所述第二参考电压(Uref2)，则所述第二比较值(V2)被置于正的逻辑信号电平，或者如果所述第二电压(U2)小于所述第二参考电压(Uref2)，则所述第二比较值(V2)被置于负的逻辑信号电平。
7.按权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在方法步骤(e)中确定，如果所述第一比较值(V1)被置于负的逻辑信号电平并且所述第二比较值(V2)被置于正的逻辑信号电平，则中断第一输出引线(2)与第一功率开关(3)之间的接触(1a)和/或第二输出引线(4)与第二功率开关(5)之间的接触(16)。
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