CN105122647A - 用于并行开关的驱动器信号的故障检测 - Google Patents

Abstract

这里描述了用于驱动并行的电子开关的方法，所述方法通过连接到与所述电子开关(7A，7B)相关联的各自的驱动器电路(5A，5B)的驱动信号处理电路(1)驱动并行的电子开关。在电子开关的断开间隔期间，驱动器电路向驱动信号处理电路发送故障信号。在电子开关的断开间隔期间，驱动器电路掩盖来自电子开关的驱动电路的故障信号。

Description

用于并行开关的驱动器信号的故障检测

技术领域

本发明涉及用于使用驱动信号(例如PWM信号)驱动开关的电路。这种类型的电路被在广泛的电子设备中使用，例如当有必要调节来自配电网络的电能以使用其向电气机械供电时。电能调节电路也可以用于调节来自例如诸如可再生能源的直流电源的电能，以将其注入到配电网络，或向负载供电。

典型地，在电流逆变器中或在电流转换器中发现这种类型的电路。

背景技术

电子开关，典型地，IGBT或者其它类似的电子部件被针对给定的最大电流负载或额定电流确定大小。当需要提供能够递送功率以使得电流超过在单开关上的额定电流的设备时，提供并行的电子开关的结构，以便代替一个开关，在两个或更多个开关之间分离递送的电流。并行的开关被相同的驱动信号(例如PWM信号)驱动。因此，半桥式构造或全桥式构造是例如可能的，其中在桥的每个分支中提供被相同的驱动信号控制的两个或更多个电子开关。每个电子开关与各自的驱动器电路或板相关联。

电子开关的驱动信号由驱动信号处理电路或者处理板，典型地，DSP(数字信号处理器)产生。驱动信号处理电路通过驱动线路连接到各个电子开关的每个驱动电路，通过驱动线路驱动信号被传送。此外，利用故障线路将每个驱动器电路连接到驱动信号处理电路。如果故障在与给定的驱动器电路相关联的电子开关中发生，驱动器电路通过故障线将故障信号发送到驱动信号处理电路，使得例如关掉设备和/或发出警报信号。电子开关中的故障可以产生于各种原因。通常，故障引起增加的跨电子开关的电压降。当所述电压降超过阈值时，驱动器电路在故障线路上产生故障信号。

如果故障或中断发生在驱动线路上，通过驱动线路驱动信号处理电路将驱动信号递送到驱动器电路，各自的电子开关保持打开，因为它不再接收切换信号。当这种情况发生时，在正常运行条件下在并行的N个电子开关之间分离的电流流动，在N-1个开关之间分离，随之发生的是，通过每个其余开关中的电流率增加。例如，在具有两个并行开关的构造的情况中，如果故障发生在与电子开关中的一个相关联的驱动线路中，该电子开关将不再切换到闭合状态并且将保持一直打开。另外一个开关将维持导通间隔中的整个电流流动。如果电流超过了在电子电路上的最大可允许值，其将会中断。驱动信号不存在的情况没有被驱动器电路检测到，并且因此无警告条件发生。设备继续运行直到继续接收驱动信号的电子开关被不可逆地损坏。

因此，存在提高如上所述类型的设备的可靠性，并且特别是检验驱动线路的任何中断或故障的需求，以防止对电子开关不可逆的损坏。明智的做法是在不使电路负担的情况下，即在不需要在驱动信号处理电路和各自的电子开关的每个驱动器电路之间提供额外的连接线路的情况下执行该功能。

发明内容

为了解决或缓解先前技术设备的问题中的一个或多个，这里提供了驱动信号处理电路和在驱动信号处理电路和各自开关的各自驱动器电路之间的故障线路。此外，不仅在被控制开关中实际存在故障的情况中，而且当从驱动器电路接收的驱动信号呈现断开值时，故障信号也呈现在故障线路上。在驱动信号处理电路产生断开信号的间隔期间，故障信号被抑制，即被掩盖，使得其不产生故障信号。如果故障信号还保持在导通间隔期间，即在驱动信号处理电路产生导通信号期间，则故障信号(不再被抑制或掩盖)确定发送故障信号，其由驱动器电路例如由于驱动线路的中断而不接收各自开关的闭合(即接通)信号的事实确定。

在实际实施例中，这里因此提供了用于驱动并行的电子开关的设备，包括驱动信号处理电路，其被配置成将驱动信号发送到两个或更多个并行的电子开关，所述驱动信号至少能够呈现接通值和断开值。所述设备也可以包括针对每个电子开关的驱动器电路，其被配置成从驱动信号处理电路接收驱动信号并且根据驱动信号的值控制各自的电子开关的闭合和打开。此外，驱动线路将驱动信号处理电路连接到电子开关的各自的电路，以将来自驱动信号处理电路的输出的驱动信号传送到各自的驱动器电路的输入。最后，在各自的驱动器电路和驱动信号处理电路之间提供故障线路，以将来自各自的驱动器电路的故障信号传送到驱动信号处理电路。

每个驱动器电路也包括用于产生故障信号的结构，以既在当输入到驱动电路的驱动信号呈现断开值时在故障线路上产生故障信号，又在当故障在各自的电子开关中存在时在故障线路上产生故障信号。驱动信号处理电路包括用于从驱动信号处理电路输出的驱动信号呈现断开值的间隔期间掩盖或抑制来自各自的驱动器电路的故障信号的结构。

故障信号在其某种意义上不确定动作(例如故障信号发送还是断开设备)时被掩盖或抑制的，其发生在实际故障的情况中，即在驱动信号处理电路正在产生闭合信号(即针对各自的开关的导通信号)，但是该开关的驱动器电路未接收到导通信号的情况中。

在一些实施例中，用于产生故障信号的结构包括故障信号产生电路，故障信号产生电路包括电子转换开关，转换开关被连接到故障线路，被驱动以便切换在故障线路上的电压使得：

-当到驱动器电路的驱动信号输入呈现断开值时，或者当在各自的电子开关中存在故障时，在故障线路上的电压等于指示故障情况的值；

-当输入到驱动器电路的驱动信号呈现接通值并且电子开关被正确操作时，在故障线路上的电压等于指示正确操作状况的值。

在实际实施例中，用于产生故障信号的结构的电子转换开关与延迟网络相关联，以相对于驱动信号的上升沿延迟电子转换开关的切换。

在一些实施例中，用于产生故障信号的结构的电子转换开关被配置以便在故障线路上施加指示故障信号的高电压值，或者指示不存在故障的低电压值。

故障信号产生电路可以包括连接分支，其将驱动信号输入连接到电子转换开关，使得在驱动信号输入上的电压值在电子转换开关的切换状态中起作用。此外，连接分支可以包括开关，其当驱动信号呈现断开值时是闭合的，并且当驱动信号呈现接通值时是打开的。在一些实施例中，连接分支的开关被布置和配置成当驱动信号呈现断开值时在故障信号产生电路的转换开关的基极施加低电压，所述低电压引起故障信号产生电路的电子转换开关的闭合以及故障信号在故障线路上的施加。

在有利的实施例中，故障信号产生电路的电子转换开关连接到由驱动器电路驱动的电子开关的故障信号输入。构造可以是使得电子转换开关的故障信号引起故障信号产生电路的电子开关的切换，以便将故障信号被施加到故障线路。

在一些实施例中，电子开关的故障状况可以通过跨电子开关的过电压的信号被检测。

在一些实施例中，驱动信号处理电路可以包括通过故障信号发送转换开关连接到故障线路的端子。转换开关的切换状态可以根据在故障线路上的故障信号的存在或者不存在来确定。有利地，用以掩盖故障信号的结构可以配置成掩盖当驱动信号呈现断开值时由故障线路递送到故障信号发送转换开关的信号。在一些实施例中，故障信号发送转换开关具有连接到节点的栅极，节点连接到故障线路和故障信号抑制电路，故障信号抑制电路使节点在驱动信号呈现断开值的间隔期间达到对应于不存在故障信号的电压值。例如，抑制电路可以包括电子开关的结构，其在驱动信号呈现断开值的间隔期间使节点达到低电压值。

在一些实施例中，故障信号抑制电路可以包括延迟网络，其被配置和布置成相对于驱动信号从断开值到接通值的切换沿延长电路的抑制效应。

根据进一步的方面，这里提供一种用于驱动并行的电子开关的方法，其通过连接到与所述电子开关相关联的各自的驱动器电路的驱动信号处理电路驱动并行的电子开关，其中在电子开关的断开间隔期间，驱动器电路将故障信号发送到驱动信号处理电路，并且其中在电子开关的所述断开间隔期间，驱动信号处理电路掩盖来自电子开关的驱动器电路的故障信号。

附图说明

基于描述和附图可以更好地理解本发明，附图示出了本发明的非限制性实际实施例。更特别的，在附图中：

图1示出了连接到并行的两个电子开关的两个驱动器电路的驱动信号处理电路的框图。

图2示出了驱动信号处理电路和一个被驱动的电子开关的驱动器电路的电路图；以及

图3到图5示出了在不同的构造和运行情况中的驱动信号和故障信号的形状。

具体实施方式

下面示例性实施例的详细描述参考附图。不同附图中的相同参考数字标识相同的或者类似的元件。此外，附图不一定成比例。下面详细的描述不限制本发明。反而，本发明的范围由附加的权利要求来定义。

贯穿描述对“实施例”或者“所述实施例”或者“一些实施例”的引用意味着所描述的与实施例有关的特定的特征、结构或元件包括在所描述的对象的至少一个实施例中。因此，在贯穿描述的各个位置中的“在一个实施例中”或者“在所述实施例中”或者“在一些实施例中”的用语不一定指相同的一个或多个实施例。此外，在一个或多个实施例中特定的特征、结构或元件可以以任何适合的方式结合。

图1图示地示出了示出包括用于两个并行的电子开关的驱动信号处理板或电路的设备的主要部件的功能框图。描述的系统可以是更复杂设备的部分，所述设备例如是逆变器或变流器，其包括在全桥式结构或半桥式结构中的若干对电子开关。因为本文所描述的原理和创新元件具有一般的范围并且可以在任何使用驱动信号处理电路驱动两个或更多个并行的电子开关的情况中采用，所以不需要描述并行的开关所插入的更一般的设备的细节和进一步的详细说明。指出本文下面将要描述的通常可以在每次必须通过由处理电路产生的驱动信号驱动两个或更多个并行的电子开关时应用就足够了。

在示出的示例中，提供了两个并行的电子开关。也必须理解，下面所描述的概念也可以应用在具有任何数目的并行开关的系统中。

在图1的图表中，参考数字1指示作为整体的驱动信号处理电路。所述电路1可以例如是DSP(数字信号处理器)。在下文中，为了简洁，驱动信号处理电路也将可以简单地指示为DSP。

DSP1通过各自的驱动线路3A、3B连接到两个并行的电子开关7A、7B的两个驱动器电路5A、5B。电子开关7A、7B可以例如是IGBT或者其它功能上类似的类型的半导体部件。开关7A、7B的具体性质并不是约束的并且这些可以，例如基于它们将要执行的功能的类型被选择。

每个驱动器电路5A、5B也通过各自的故障线路9A、9B连接到DSP1，故障线路9A、9B被用来将故障信号从驱动器电路传送到DSP。

到目前为止所描述的构造与现有技术没有区别。驱动信号在驱动线路3A、3B上从DSP1发送以控制电子开关7A、7B的同时的打开和闭合。如上所述，因为电子开关7A、7B是并行的，所以它们必须由相同的信号来驱动并且因此它们同时打开和闭合。这由两个驱动线路3A、3B在DSP1一侧相互连接的事实来图示地表现。

以本身已知的方式，驱动器电路5A、5B可以相对于电子开关7A、7B电流隔离，并且可以通过由光电二极管产生的光信号控制它们的打开和闭合。电子开关7A或者7B的任何故障借助于跨所述受控制的开关的电压降检测器来检测。如果跨受控制的开关的电压降超过阈值，各自的驱动器电路5A、5B在各自的故障线路9A、9B上产生故障信号。

图3(A)和图3(B)示出了在根据现有技术的已知构造中在故障线路(9A或者9B)上的信号以及在驱动线路(3A或者3B)上的驱动信号。更特别的，曲线S1代表驱动信号。曲线S2指示在故障线路9A或者9B上的故障信号并且曲线S3指示由DSP在它的故障端子上接收的故障信号。在图3(A)和图3(B)的图表中，各自的信号的电压水平指示在纵坐标上，而时间指示在横坐标上。

图3(A)示出了正确运行的情况。电子开关(7A或者7B)的接通信号在时刻t0处在驱动线路3A上传送。在时刻t1处驱动信号返回到低值并且接通间隔(即开关的导通的间隔)结束(间隔Ton＝t1-t0)。

如果开关7A或者7B闭合正确，在故障线路(9A或者9B)上的故障信号S2保持低值，即无信号。在DSP的故障端子上的故障信号S3保持不变。

图3(B)示出了在电子开关7A或者7B中存在故障的情况。曲线S1仍然具有参考图3(A)所描述的相同形状。故障在时刻t2处发生在电子开关7A或者7B上。这引起了故障信号S2的产生。在故障线路9A或者9B上的电压从低值变成高值。在故障线路9A或者9B上的该信号被DSP1检测，DSP1在时刻t3处在DSP的故障端子上产生故障信号S3。

在根据现有技术的设备中，如果驱动信号S1不到达驱动器电路(5A或者5B)，则无故障信号产生并且DSP1不能检测该故障。

图2示出了具有DSP1的部件和连接到本文公开的主题的实施例中的DSP1的电子开关5A、5B之一的驱动器电路之一的部件的电路图，其容许甚至当例如由于在各自的驱动线路3A或者3B上的中断驱动信号不到达各自的驱动器电路5A、5B时产生故障信号。

下面的图表和描述示出了理解本发明所需要的部件。本领域的技术人员将理解结合那些在下面示出和描述的可以提供进一步的部件、设备、电路或者元件，例如以执行本领域已知的功能。

在图2中，参考数字1再次指示驱动信号处理电路，为了简洁，在下文中再一次用DSP指示。在图2的电路解决方案的描述中，将要指示一些集中的电子部件，典型地如电容器和电阻器。本领域的技术人员将理解这些部件的每个可以在某种情况下被多个串联和/或并联的部件替换，或者表示为聚集元件的这些部件的一些可以实际上由分布元件构成，例如由分布电阻器或分布电容器构成。

本文描述的电路部件指并行的电子开关7A、7B的一个。必须理解，针对每个由DSP电路1驱动的电子开关提供类似的结构。

DSP包含用于驱动信号产生的部件。在图2的图表中，电压源V2代表驱动信号(例如PWM信号)的产生器。驱动信号应用在晶体管Q1(例如NPN切换晶体管)的基极。R1指示在驱动信号源V2的正极端子(点P)和晶体管Q1的栅极或基极之间的电阻器。源V2的负极端子接地。晶体管Q1的发射极也接地，而集电极连接到驱动线路，本文用3指示。R5图示地代表形成驱动线路3的电缆的电阻器。

驱动信号发射到驱动器电路，本文用5指示。在一些实施例中，驱动器电路5可以包括从电子开关电流隔离驱动器电路5的光电二极管D1，一般地并且图示地使用7来指示。光电二极管D1可以是市场上可获得的光电耦合器电路10(例如ACPL-333J电路)的部分，光电耦合器电路10在电子开关7的故障的情况下，一方面将光耦合提供给驱动器电路并且另一方面将故障信号传递给驱动器电路。明显地，可以使用提供类似的或等同的功能的其他光电耦合器电路。

在图2的图表中，光电二极管D1在驱动线路3和驱动器电路的高电压点(以示例的5V)之间连接。R4指示在光电二极管D1和到5V电压的连接点之间的电阻器。电阻器R3和电容器C1可以并行地提供给光电二极管D1。

在图2的简化图中，V3指示模拟开关7的故障信号的电压源。如果跨电子开关7发生超过阈值的电压降，光电耦合器电路10在用Desat指示的端子上产生故障信号。故障信号由施加在晶体管M4(例如N-沟道逻辑电平增强型场效应晶体管或其他适合的电子开关)的栅极处的电压脉冲代表，晶体管M4的栅极从而闭合，使在端子Desat处的电压变为低值。

端子Desat例如通过电阻器R21在晶体管Q2(例如PNP切换晶体管)的基极连接。在图2的图表中，晶体管Q2的集电极例如通过电阻器R11接地，并且连接到本文用9图示地指示的故障线路。晶体管Q2的发射极连接到电路的高电压(5V)。在晶体管Q2的基极和发射极之间可以提供延迟网络，例如包括并行的电容器C2和电阻器R6。

在DSP1一侧，故障线路9连接到晶体管Q4(例如NPN切换晶体管)的基极。在故障线路9和晶体管Q4的基极之间存在指示的两个电阻器R9和R17，在电阻器R9和R17之间提供用A指示的中间点，电阻器R8连接到点A，从而将点A接地。电容器C3可以在地和晶体管Q4的基极之间布置。

晶体管Q4的集电极通过电阻器R10连接到高电压(5V)，而晶体管Q4的发射极接地。当故障信号(高值信号，5V)呈现在故障线路9时，晶体管Q4以一定延迟进入导通状态，延迟由延迟网络R8、R9、C3引起，从而在DSP1的点P1或故障端子上产生低值信号。当这种情况发生时，电路被去激活和/或发出警告。

为了在由源V2产生的驱动信号不到达驱动器电路5的情况中，(例如由于在驱动线路3上的故障或者中断)仍容许DSP1接收故障信号，在驱动电路5上提供电路结构，其一般地并且作为整体用11来指示，每次当在驱动线路上的信号是低值时(即当在驱动线路3上被驱动器电路5看到(seen)的信号是打开信号(即针对电子开关7的断开信号)时)电路结构11在故障线路9上产生故障信号。反之亦然，在DSP1上提供了一般用13指示的电路结构，其抑制或者掩盖在由源V2产生的驱动信号的断开间隔期间来自故障线路9的故障信号。

更特别的，电路结构11可以包括将在驱动器电路5上的驱动信号输入I连接到晶体管Q2的基极的分支。该连接分支在驱动信号的每个断开间隔期间并且还在没有驱动信号呈现在驱动器电路5上的驱动信号输入I处(例如由于驱动线路3的故障或者意外断开)的情况中，使在晶体管Q2上的电压变为低值。在示出的实施例中，晶体管Q2的基极的电压值由两个电阻器R6和R7设置，并且以便确保Q2的切换。

为了这个目的，在可能的实施例中电路结构11可以包括电子开关M3，例如N-沟道逻辑电平增强型场效应晶体管，N-沟道逻辑电平增强型场效应晶体管的发射极接地并且N-沟道逻辑电平增强型场效应晶体管的集电极在用FS指示的点处连接到晶体管Q2的基极。R7指示在晶体管M4的集电极和晶体管Q2的基极之间的电阻器。晶体管M4的栅极连接到在驱动器电路5上的驱动信号输入端子I。

在DSP1上的电路结构13在电阻器R17和R9之间的中间点(用A指示)和代表驱动信号的产生器的源V2的正极端子(点P)之间连接。

在一些实施例中，电路装置13可以包括晶体管M1，例如N-沟道逻辑电平增强型场效应晶体管，N-沟道逻辑电平增强型场效应晶体管的栅极通过电阻器R15连接到驱动信号的源V2的点P。晶体管M1的发射极是接地的。晶体管M1的集电极通过电阻器R14连接到高电压(5V)。

晶体管M1的集电极也可以通过延迟网络连接到另外的晶体管Q3(例如NPN切换晶体管)的基极。在晶体管M12和Q3之间的连接可以包括，例如串联布置的二极管D2和电阻器R2。可以将电阻器R12与包含二极管D2和电阻器R2的分支并行地提供。电容器C4被插入在二极管D2和电阻器R2之间的中间点FE和地之间。部件R2、R12、C4形成延迟网络。

晶体管Q3的发射极接地，而集电极连接到将故障线路9连接到晶体管Q4的基极的电阻器R17和R9之间的点A。

在上述描述的电路如下运行。

首先假设整体电路(包括电子开关7和驱动线路3)正确运行。在点P，源V2产生驱动信号，例如PWM信号，驱动信号可以由开关7的闭合和打开间隔所对应的一系列接通(Ton)和断开(Toff)间隔构成。断开间隔(Toff)对应于在点P处的电压是低值的(在接地值)期间的间隔。接通间隔(Ton)对应于在点P处的电压是高的(例如5V)期间的间隔。通过由施加在晶体管Q1的基极处的电压值所引起的晶体管Q1的打开和闭合，驱动信号被传递到驱动线路3并且因此传递到光电二极管D1。

因为晶体管Q1是非导通的并且驱动电路的点I通过网络R4、R3、C1连接到高电压(5V)，所以在断开间隔期间在驱动线路3上的电压是高值。光电二极管D1不导通并且因此开关7是非导通的，即在打开状态(OFF)。

点I的高电压也通过电阻器R13施加到晶体管M3的栅极，晶体管M3因此是导通的(开关闭合)。这使得在晶体管Q2的基极处的电压变为地电压。因为晶体管Q2是PNP类型，其进入导通状态。在故障线路9上的电压变为高值(5V)。因此，在开关7的每个打开间隔(Toff)期间，高信号呈现在故障线路9上。

在故障线路9上的高电压信号指示故障的存在。然而，在本文所考虑的情况中，设备在实际情况中正确运行。在DSP上在电子开关7的断开间隔期间来自故障线路9的故障信号必须被掩盖或抑制。这通过上述的电路结构13发生，电路结构13如下运行。在点P处的低电压使开关M1不导通并且因此晶体管Q3的基极恢复到5V的值。晶体管Q3因此进入导通状态并且将点A接地。用这种方式，晶体管Q4的基极没有“看到”在故障线路9上的高电压并且因此基本上读出正确运行的状况。晶体管Q4保持不导通，即打开，并且5V的电压呈现在点P1处(DSP1的故障端子)，其指示驱动器电路的正确运行(不存在故障)。

总结一下，在驱动信号的每个断开间隔(Toff)期间在故障线路9上的信号读出是被抑制或者掩盖的。

在导通(即接通)间隔(Ton间隔)期间，在点P中由源V2产生的信号变为高水平(例如5V)。因此，晶体管Q1闭合并且将驱动线路3接地。在驱动器电路5上的驱动信号输入点I中的低电压将光电二极管D1偏置为导通，其因此通过光电耦合器10闭合开关7。

在点I处的低电压使晶体管M3打开。到晶体管Q2的基极的连接点FS保持与地隔离并且连接到5V电压和光电耦合器10的端子Desat。利用由延迟网络C2、R6施加的延迟，晶体管M3的切换引起晶体管Q2打开。因为晶体管Q2的打开将故障线路9与5V电压隔离并且故障线路9通过电阻器R11保持接地，所以低电压出现在故障线路9上。故障线路9上的信号转到低值(无故障)。如下面将要阐明的，晶体管Q2通过来自光电耦合器10的可能的故障信号返回到导通状态。

在故障线路9上的低电压信号被DSP1解释为正确运行的条件。晶体管Q4是非导通的并且5V的电压呈现在故障端子上的点P1处。因为在点P处的高值电压将晶体管M1偏置为导通并且因此使晶体管Q3打开，将点A连接到点P的分支(即电路结构13)被中断。因此点A与地隔离。电路结构13是不活动的。延迟网络R12、R2、C4确保晶体管Q3的打开相对于驱动信号的切换被延迟。

上述机制由在图4(A)中指示的波形代表，其中电压指示在纵坐标上并且时间指示在横坐标上。曲线S1代表来自源V2的驱动信号并且S2代表在故障线路9上的故障信号。在接通间隔(信号S1高)期间，故障信号(S2)是低的，指示设备的正确运行。在断开间隔(信号S1低)期间，在故障线路9上的故障信号位于高值。然而，由于在断开间隔期间通过上述的电路结构13获得的故障信号的掩盖，在故障端子上的信号S3保持在恒定值(高值)，指示了驱动电路5的正确运行和开关7的正确运行。

在其中驱动线路3被中断，即在无驱动信号到达电子开关7的情况中的电路的行为被如下描述。如先前所述，这种类型的情况可以导致由超过额定电流引起的电子开关的故障。因此，如果中断发生在驱动线路3上，DSP1必须接收故障信号以关掉设备和/或提供警告信号。

如果驱动线路3不连接到驱动器电路5，接通信号将不会到达驱动电路5的输入I。因此，在点I处的电压一直保持在高值并且晶体管M3不打开并且保持是导通的。点FS保持接地。因此，晶体管Q2保持导通。在如图4(B)示出的导通间隔(Ton)期间，在故障线路9上的信号S2保持在恒定值(高)。

如上所述，在导通间隔Ton期间，电路结构13是不活动的，即不掩盖故障信号，因为晶体管Q3是非导通的。因此，在故障线路9上的高信号(指示故障的存在)引起晶体管Q4的闭合并且因此引起在DSP1的故障端子上的警告信号S3的产生。在图4(B)中这种情况由信号S3的方波形状代表。

图5(A)示出了图4(B)的部分图表的放大。可以注意到故障信号S3被相对于驱动信号S1的上升沿以时间延迟△t激活，时间延迟△t由于由延迟网络R2、R12、C4引入的延迟而产生。

因此，描述的电路能够检测并且用信号通知由于未接收到在开关7的驱动器电路5上的驱动信号而导致的故障。以这种方式，有可能使在一个或多个并行的开关7(7A、7B)上不存在驱动信号的情况中使设备不激活，以阻止过载的情况发生在继续正确接收驱动信号的开关上。

所描述的电路也容许故障以与先前技术电路基本相同的方式在电子开关7上被检测。如果指示在开关上的故障的过高的电压下降跨开关7发生，这使得随着晶体管M4的闭合在光电耦合器10的端子Desat处的电压变为低值。在点FS处的电压变为地电压并且这将晶体管Q4偏置为导通。高电压(5V)信号在故障线路9上产生，引起在DSP1的故障端子上的故障信号的产生。

图5(B)再次指示了在开关7的故障的情况中如上定义的信号S1、S2、S3。由源V2产生的驱动信号的上升沿呈现在时刻t0处。因为在这种情况中信号被驱动器电路5正确接收(驱动线路3正确运行)时，在故障线路9上的故障信号S2转到低值。在时刻tg处故障发生在驱动器电路上或者在开关7上。这使故障信号S2返回高值(5V)。利用时间延迟(tf-tg)，故障信号S2的切换被DSP通过晶体管Q4的闭合和随之而来的在时刻tf处DSP1的故障端子上的信号S3从高值向低值的切换检测到。

尽管已经在附图中示出了本文公开的主题的实施例并且利用与不同的示例性实施例有关的详细说明和细节在前面进行了全面描述，本领域的技术人员将会理解在没有实质地脱离创新性教导、原则和以上所述的概念以及所附权利要求所定义的主题的优点的情况下，许多修改、改变和省略是可能的。因此，所描述的创新的有效范围必须只基于所附的权利要求的最广泛的解释确定，以便包括所有的修改、改变和省略。此外，任何方法或流程步骤的次序或顺序可以根据选择性实施例更改或重新安排。

Claims (15)

1.一种用于驱动并行的电子开关的设备，所述设备包括：

驱动信号处理电路，被配置成将驱动信号发送给两个或更多个并行的电子开关，所述驱动信号至少能够呈现接通值和断开值；

用于每个所述电子开关的驱动器电路，被配置成从驱动信号处理电路接收驱动信号并且根据驱动信号的值控制各自的电子开关的闭合和打开；

驱动线路，用以将驱动信号从驱动信号处理电路的输出端传送到各自的驱动器电路的输入端；

故障线路，用以将故障信号从各自的驱动器电路传送到驱动信号处理电路；

其中每个驱动器电路包括用于产生故障信号的结构，从而当输入到驱动器电路的驱动信号呈现断开值时，以及当在各自的电子开关中存在故障时，在故障线路上产生故障信号；并且其中驱动信号处理电路包括用于在从驱动信号处理电路输出的驱动信号呈现断开值的间隔期间掩盖来自各自的驱动器电路的故障信号的结构。

2.根据权利要求1所述的设备，其中用于产生故障信号的结构包括故障信号产生电路，所述故障信号产生电路包括连接到故障线路的电子转换开关，所述电子转换开关被驱动以便切换故障线路上的电压，从而使得：

当输入到驱动器电路的驱动信号呈现断开值时或者当在各自的电子开关中存在故障时，故障线路上的电压等于指示故障情况的值；

当输入到驱动器电路的驱动信号呈现接通值并且电子开关正确运行时，故障线路上的电压等于指示正确运行情况的值。

3.根据权利要求2所述的设备，其中用于产生故障信号的结构的电子转换开关与延迟网络相关联，以相对于驱动信号的上升沿延迟电子转换开关的切换。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其中用于产生故障信号的结构的所述电子转换开关被配置成在故障线路上施加指示故障信号的高电压值或者指示不存在故障的低电压值。

5.根据权利要求2、3或4所述的设备，其中所述故障信号产生电路包括连接分支，所述连接分支将驱动器电路的驱动信号输入端连接到所述电子转换开关，使得在驱动信号输入端上的电压值对电子转换开关的切换状态起作用。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述连接分支包括开关，所述开关当驱动信号呈现断开值时闭合，并且当驱动信号呈现接通值时打开。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述连接分支的开关被布置和配置成当驱动信号呈现断开值时在故障信号产生电路的转换开关的基极处施加低电压，所述低电压引起故障信号产生电路的电子转换开关的闭合以及故障信号在故障线路上的施加。

8.根据权利要求2至7中的一个或多个所述的设备，其中故障信号产生电路的所述电子转换开关连接到由驱动器电路驱动的电子开关的故障信号输入端，电子开关的所述故障信号引起故障信号产生电路的电子转换开关的切换以便将故障信号施加到故障线路。

9.根据前述权利要求中的一个或多个所述的设备，其中通过跨电子开关的过电压信号检测电子开关的故障条件。

10.根据前述权利要求中的一个或多个所述的设备，其中所述驱动信号处理电路包括通过故障信号发送转换开关连接到故障线路的端子，所述故障信号发送转换开关的切换状态由故障线路上的故障信号的存在或不存在来确定，并且其中用以掩盖故障信号的结构掩盖当驱动信号呈现断开值时由故障线路发送到故障信号发送转换开关的信号。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述故障信号发送转换开关具有连接到节点的栅极，所述节点连接到故障线路和故障信号抑制电路，所述故障信号抑制电路使所述节点在驱动信号呈现断开值的间隔期间达到对应于不存在故障信号的电压值。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述抑制电路包括电子开关的结构，所述结构使所述节点在驱动信号呈现断开值的间隔期间达到低电压值。

13.根据权利要求11或12所述的设备，其中故障信号抑制电路包括延迟网络，所述延迟网络被配置和布置成相对于驱动信号从断开值到接通值的切换沿延长电路的抑制效应。

14.根据前述权利要求中的一个或多个所述的设备，其中所述驱动信号是PWM信号。

15.一种用于驱动并行的电子开关的方法，所述方法通过连接到与所述电子开关相关联的各自的驱动器电路的驱动信号处理电路驱动并行的电子开关，其中在每个所述电子开关的断开间隔期间，驱动器电路将所述电子开关的各自的故障信号发送到驱动信号处理电路，并且其中在电子开关的所述断开间隔期间，驱动器电路掩盖来自电子开关的驱动信号处理电路的故障信号。