CN105391025B - 用于控制控制器的方法 - Google Patents

Abstract

提出用于控制控制器的电路装置（10）和方法。电路装置（10）用于控制控制器，该电路装置具有：主电流路径（62）中的第一开关，通过该第一开关来控制控制器；替代的电流路径（60）和逻辑电路（40），所述逻辑电路将为了控制控制器所施加的电压与阈值电压进行比较并且在低于阈值电压的情况下断开第一开关，使得由所施加的负电压引起的干扰电流在较大的量值上通过替代的电流路径（60）流动。

Description

用于控制控制器的方法

技术领域

本发明涉及用于控制控制器的方法和电路装置。

技术背景

控制器被运用在例如机动车中以用于控制和调节组件和运转。为了控制控制器使用电路装置，通过所述电路装置例如提供供电电压。需要注意的是，控制器必须被保护以免例如通过负荷降低或甩负荷而触发的极性颠倒和过压。此外，为了运行控制器设置有所谓的主继电器，该主继电器应保障小的稳态电流消耗。

必需的是，保护电子电路防止大的负向电压脉冲，诸如ISO7637中的脉冲1。这迄今为止通过大电容，诸如车载电网电解电容器（Bordnetzelkos），或者通过极性颠倒保护二极管来实现。然而，在此需注意的是，大电容随之带来高成本。此外，典型的极性颠倒保护二极管引起巨大的电压降。极性颠倒保护二极管的该电压降能通过有效的极性颠倒保护被降低，如其在文献DE 10 2009 029 514 A1中所描述的那样。

所述的文献描述了具有第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、比较器、抑制二极管和点火开关的电路装置，该电路装置用于控制控制器。比较器将被设置用于控制控制器的电压与阈值电压进行比较并且当超过阈值电压时通过控制单元调节第一场效应晶体管的时序运行。所描述的电路装置满足内部的电子主继电器的功能，甩负荷保护，极性颠倒保护以及当低于电压插接时的插头接触保护。

然而，有效的极性颠倒保护的缺点是，该极性颠倒保护在快速的负脉冲时不再起作用或者所使用的极性颠倒保护场效应晶体管击穿（雪崩效应）。这意味着，例如通过足够的电容的保护是必需的。电流能够在负脉冲时通过集成的半导体电路、诸如ASIC的衬底流动，该半导体电路连接在地与供电电压之间。当该电流过大时，该电流能够导致错误功能乃至于损坏。

发明内容

在此背景下提出根据专利权利要求1的电路装置和具有专利权利要求10的特征的方法。方法和装置的扩展方案由从属专利权利要求和说明书中得出。

利用所提出的方法能够保护电子电路或器件、诸如ASIC以免负电压脉冲。对此，在扩展方案中，将另外的二极管结构与如在ASIC的衬底上能够存在于衬底的连接管脚上的二极管结构有效地串联连接。由此实现，电流的大部分在干扰冲击期间流经另外的并联连接的保护二极管。

所提出的方法基于以下考虑，在负电压脉冲的情况下“迫使”由此引起的电流到并联的路径上，该并联的路径是替代的电流路径，并且由此将主电流路径中的电流降低到合理的量值上。以这样的方式能够降低所控制的控制器中的电容或者放弃颠倒极性保护二极管。

在替代的电流路径中例如能够设置二极管。对此，例如可以使用本来被设置的抑制二极管。抑制二极管是用于保护电子电路防止电压脉冲的构件。当电压阈值被超过时，该抑制二极管变得导通。脉冲的电流因此从要保护的构件旁边被引导，使得不能建立危害电压。在所提出的方法中，抑制二极管以通流方向运行。

通过所施加的负的供电电压引起的干扰电流至少部分地通过替代的电流路径流出。由于主电流路径通过闭合开关的改变，因此较大量值上的干扰电流通过替代的电流路径来引导。在扩展方案中，替代的电流路径被设定，使得干扰电流的最大部分通过该替代的电流路径流出。

本发明的另外的优点和扩展方案由说明书以及附图得出。

易于理解的是，在前面提到的以及随后仍要说明的特征不仅能够以分别说明的组合而且能够以其他的组合或者单独地使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

图1示出所描述的电路装置的一种实施方案。

图2示出所描述的电路装置的另一种实施方案。

图3示出负电压脉冲。

具体实施方式

本发明借助实施方式在附图中示意性地示出并且随后参考附图详尽地描述。

图1示出所提出的电路装置的一种实施方案，该电路装置整体用附图标记10来表示。图示示出为第一开关的第一场效应晶体管12、作为第二个开关的第二场效应晶体管14、第一电感16、抑制二极管18、第一二极管20、第二二极管22、第一电容24、第二电容26、第二电感28、第三电容30、用于供电电压的第一接头32、用于连接控制器的第二接头34以及专用的集成电路（ASIC）36，在该专用的集成电路中衬底二极管38作为寄生的元件被给出并且设置有逻辑电路40和切断时间计数器42。

为了降低第一场效应晶体管12中的损耗功率，能够利用抑制二极管18将第一场效应晶体管12的漏极接头上的电压限制到中间电压上。该抑制二极管因此被共同集成用于过压保护。在负脉冲期间，该抑制二极管以通流方向导通。连接在地50与供电电压之间的ASIC36的结构能够同样形成以通流方向连接的二极管结构、在该情况下为衬底二极管38，该二极管结构能够具有比抑制二极管18更低的正向电压。

两个场效应晶体管12和14在控制器接通时导通，即低欧姆。第一场效应晶体管12被集成到电路装置10中，使得该第一场效应晶体管的体二极管具有与ASIC 36的衬底二极管38同样的通流方向。从现在开始规定，第一场效应晶体管12在负干扰脉冲时被切断，使得该第一场效应晶体管变得高欧姆。由此第一场效应晶体管的体二极管与衬底二极管38串联地通流。

两个正向电压一起然而比抑制二极管18的正向电压更高。由此抑制二极管18承担干扰电流的最大部分并且衬底二极管结构上的电流被降低到可承受的量值。为了能够按目的地切断第一晶体管12，在该实施方案中逻辑电路40或电路在ASIC 36中被实施，所述逻辑电路40或电路在低于电压阈值时切断第一场效应晶体管12并且在电压回升时在干扰冲击后再次接通该第一场效应晶体管。为了防止雪崩击穿，第二场效应晶体管14始终保持有效。整个逻辑电路40能够分立地被建立或者如在图1中所示的那样在ASIC 36中实施。

替代的电流路径用附图标记60来表示，干扰电流的最大部分通过该替代的电流路径流动。抑制二极管18位于该电流路径中，该抑制二极管可以替代地作为整流二极管来构造。主电流路径用附图标记62来表示。

逻辑电路40包含例如用于识别低于阈值电压的比较器以及用于接通第一场效应晶体管12或第一开关的合适的机构。

利用附图标记80给出用于控制第一场效应晶体管12的接头。附图标记82是用于电压测量的测量管脚。该电压与阈值电压进行比较，当低于该阈值电压时，第一场效应晶体管12被断开并且由变负的电压引起的干扰电流在较大的量值上通过替代的电流路径60输送。通过主电流路径62的电流相应地降低。

图2示出电路装置的另一种实施方案，该电路装置用附图标记100来表示。图示示出为第一开关的第一场效应晶体管112、作为第二开关的第二场效应晶体管114、第一电感116、另一场效应晶体管118、第一二极管120、第二二极管122、第一电容124、第二电容126、第二电感128、第三电容130、用于供电电压的第一接头132、用于连接控制器的第二接头134以及专用集成电路（ASIC）136，在该专用集成电路中衬底二极管138作为寄生的元件被给出并且设置有逻辑电路140和切断时间计数器142。地用附图标记150来表示。

与图1的实施方案相比较电路装置100的区别在于，替代抑制二极管18（图1）设置由二极管118和RC元件119组成的并联电路。RC元件119包括电阻170和电容172。该并联电路在该实施方案中位于替代的电流路径160中。主电流路径用附图标记162来表示。

也能够设置由二极管和压敏电阻（Varistor）组成的并联电路替代由二极管118和RC元件119组成的并联电路。

利用附图标记180给出用于控制第一场效应晶体管112的接头。附图标记182是用于电压测量的测量管脚。该电压与阈值电压进行比较，当低于该阈值电压时，第一场效应晶体管112被断开以及由变负的电压引起的干扰电流在较大的量值上通过替代的电流路径160输送。通过主电流路径162的电流相应地降低。

图3示出负的电压脉冲200。图示此外示出阈值电压202的水平以及0V 204的水平。当达到阈值电压202时，在第一个时间点206断开开关。当又超过阈值电压时，在第二个时间点208闭合开关。

在此选择阈值电压202的水平，通常在正电平的情况下，在该情况下在大约1至2V时，使得开关、在图1和2中是第一场效应晶体管12或112及时地被断开。原本的效应、即干扰电流加强地通过替代的电流路径输送，仅仅出现在负电压时。

因此在所提出的方法中规定，电压与阈值电压进行比较并且断开开关，以便“迫使”由变负的电压引起的干扰电流至少部分地通过替代的电流路径。

Claims (11)

1.用于控制控制器的电路装置，具有：在主电流路径（62,162）中的第一开关，通过所述第一开关来控制所述控制器；替代的电流路径（60,160）和逻辑电路（40,140），所述逻辑电路将为了控制所述控制器所施加的电压与阈值电压（202）进行比较并且在低于所述阈值电压（202）的情况下断开所述第一开关，使得由所施加的负电压引起的干扰电流在较大的量值上通过所述替代的电流路径（60,160）流动。

2.根据权利要求1所述的电路装置，其中设置有第二开关。

3.根据权利要求2所述的电路装置，其中第二场效应晶体管（14,114）用作第二开关。

4.根据权利要求1至3之一所述的电路装置，其中第一场效应晶体管（12,112）用作第一个开关。

5.根据权利要求1至3之一所述的电路装置，所述电路装置附加地包括专用的集成电路（36,136）。

6.根据权利要求5所述的电路装置，其中切断时间计数器（42,142）在所述专用集成电路（36,136）中实施。

7.根据权利要求1至3之一所述的电路装置，其中在所述替代的电流路径（60，160）中设置有抑制二极管（18）。

8.根据权利要求1至3之一所述的电路装置，其中在所述替代的电流路径（60,160）中设置有二极管（118），所述二极管与RC元件并联连接。

9.根据权利要求1至3之一所述的电路装置，其中在所述替代的电流路径（60,160）中设置有二极管（118），所述二极管与压敏电阻并联连接。

10.用于利用根据权利要求1至9之一所述的电路装置（10,100）来控制控制器的方法，其中被设置用于控制控制器的电压与阈值电压（202）进行比较并且在低于所述阈值电压（202）的情况下断开第一开关，使得由所施加的负电压引起的干扰电流在较大的量值上通过替代的电流路径（60,160）流动。

11.根据权利要求10所述的方法，其中干扰电流的最大部分通过所述替代的电流路径（60,160）流动。