CN111799756B - 管理包含热防护设备的电子电路的方法及相应的电子电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管理包含热防护设备的电子电路的方法及相应的电子电路。该方法意在管理包括热防护设备（12）的电子电路（2），该热防护设备（12）当所测温度超过预定的阈值时，中断电子电路的运行。该方法包括对电子电路运行中断进行计数，以及当所计数的中断的次数达到预定值时并且没有发生重置时中断电子电路的运行。相应的电路包括：计数器（16），计数器与热防护设备之间的链接装置，使得计数器能够指示由热防护设备引起的运行中断的次数，以及用于重置计数器的装置。

Description

管理包含热防护设备的电子电路的方法及相应的电子电路

本申请是申请号为201410249720.1的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种管理具有热防护设备的电子电路的方法以及相应的电子电路。

本发明涉及的电子电路例如是电源电路，在该电源电路中流过相对强的电流，尤其是用于控制电动机的电路。然而，本发明还可以涉及其它电路。

背景技术

过热对电子电路来说是一种风险，大多数的电子电路包括热防护设备，用来防止过高温度带来的损害。当达到第一预定温度时，当然，该第一温度低于冒着损坏相应电路的风险的运行温度，该电路被切换以使得其输出处于所谓的“高阻抗”状态，也称为“第三状态”。这种状态可以比作开路，这是由于当该输出连接至低阻抗部件时，该部件不会对其有影响。在这种状态下，不再存在在电路中流动的任何电流，并且因此能够降低电路的温度。

当电路的温度降到低于对应于第二温度的预定阈值时，该第二温度低于前述第一温度，停用热防护并且随后将电路切换至正常运行。

如果已经导致热防护过程启动的温度升高是由于故障产生的，当电路再次运行时，如果故障没有消除，则该故障将会在电路中再次产生温度升高。因此，这将反复导致重启所述电路之后的系列运行中断。

这些反复的切断和启动对电子电路来说是有害的。尤其是，它们导致了所述电子电路的加速退化，并且因此降低了电路的可靠性。

发明内容

于是，本发明的目的是提供一种管理方法和装置，用于防止电子电路的过度切断和重启，以便防止其过早的退化。优选地，所使用的装置将不会大幅增加电子电路的成本。

为此，本发明提出一种管理包括热防护设备的电子电路的方法，当所测的温度超出预定阈值时，该热防护设备中断电路的运行。

根据本发明，该方法包括以下步骤：

•对由热防护设备引起的电路运行中断进行计数；

•当对由热防护设备引起的电路运行中断的计数次数达到预定值时并且没有发生重置时，中断电路的运行。

通过执行该方法，限制中断的次数并且防止此类中断连续循环产生因此是可行的。选择中断的最大次数作为异常运行的表示。

在根据本发明的方法中，例如，由热防护设备引起的电路运行中断通过在由热防护设备引起的每次运行中断时对寄存器加一来计数。

当电子电路受电时，发生重置是可行的。

本发明还涉及一种电子电路，该电子电路具有热防护设备，并且具有当达到预定温度时中断电路的运行的装置。

根据本发明，该电子电路进一步包括：

•计数器，

•计数器与热防护设备之间的链接（link）装置，使得计数器能够指示由热防护设备引起的运行中断的次数，

•用于当所计数的中断的次数达到预定值时并且当计数器尚未被重置时中断电子电路的运行的装置，以及

•用于重置计数器的装置。

当微控制器管理和/或控制根据本发明的电子电路时，该电路有益地包括用于链接微控制器的接口。

例如，根据本发明的电子电路是用于控制电动机的电路。

例如，根据本发明的电子电路能够包括具有四个驱动晶体管的H桥。在该可替代的实施例中，电子电路有益地包括至少一个靠近晶体管布置的温度传感器。

附图说明

本发明的细节和有益效果将从下面参考附图的说明中更加清晰地显现，其中单张附图图1示出了根据本发明的电子电路的实施例。

具体实施方式

单张附图图1示出了根据本发明的电子电路2和与该电子电路2相关联的控制与管理设备。例如，采用计算机、或微控制器4的形式的控制与管理设备，经由链路6链接至该电路。例如，这是所谓的SPI（串行外设接口）链路，即，同步串行数据总线，其在链接的部件之间建立主从关系。在该实例中，微控制器4是主，并且将数据（指令）发送至电子电路2。

在该实例中，假定电子电路2是用于控制电动机8的电路。如图所示，这种控制电路可以是合并了H桥于是以常规方式包括四个晶体管的电路，在该实例中，四个晶体管被称为HS1、HS2、LS1和LS2。这些晶体管通常被不对称地驱动。因此，HS1和LS2将导通，以沿一种旋转方向旋转电动机8，而HS2和LS1将导通，以沿相反的方向旋转电动机8。H桥的操作和优势对于所属领域技术人员来说是已知的，并且因此在该实例中没有进行更加详细地描述。还应当注意，尽管本发明特别适于包括H桥的用于控制电动机的电路，但其应用并不限于这一种电路，甚至也不限于电动机控制电路。

采用电池10对电子电路2供电，并且电子电路2还链接至地电位GND。在图中，该H桥具有两个称为OUT1和OUT2的输出。如在该单张附图中所展示的，电动机8的端子连接至输出OUT1和OUT2。

如本来就已知的，电子电路2还包括用于防止电子电路2达到过高温度的防护设备12。该防护设备12通过接口14和链路6链接至微控制器4。当检测到过高的温度时，设备12中断电动机8的运行，如在下文中所阐述的。相应的信息也被发送至微控制器4。

假定晶体管HS1、HS2、LS1或LS2当中的至少一个被提供有温度传感器（未示出），该传感器直接布置在相应的晶体管上，或优选地布置在其紧接的附近。对于监测的目的来说，每个晶体管均具有其自身的温度传感器是有益的。在可替代的实施例中，为了降低该设备的成本，可以设想到四个晶体管绕中心温度传感器来分组。每一个温度传感器均连接至防护设备12。通过举例的方式，对于防护设备12的一种可行的运行模式在下文中快速地进行描述。

当在大于参考持续时间t1的持续时间内在温度传感器处检测到高于预定值T1的温度时，防护设备12将输出OUT1和OUT2置于高阻抗状态。为此，四个晶体管HS1、HS2、LS1和LS2阻塞并且不会传导任何电流。

当在温度传感器处所测的温度在至少等于t2的持续时间内没有降低返回至低于值T2（<T1）时，输出OUT1和OUT2保持高阻抗状态。相反，当所测的温度在至少等于t2的持续时间内保持低于T2时，防护设备12重启电动机8。

如果在电池10和输出（例如OUT1）之间存在短路（例如，该短路不是完全短路），当晶体管LS1导通时，这随后引起电子电路2中的电流的强度大幅增加，并且因此，由焦耳效应引起温度的升高。防护设备12将检测到温度的升高，并且触发电子电路2的输出OUT1和OUT2的高阻抗状态。因为不再有任何电流在其中流动，其温度于是将逐渐降低，直至其在所有的温度传感器处在大于t2的持续时间内小于T2。设备12于是停止保护，这导致电动器8被重启。然而，当电池10与输出OUT1之间的短路没有消除时，在晶体管LS1再次导通之后，防护设备12将引起运行中断。

于是，这引起了反复的中断。

为了防止该类反复的中断，本发明提出为电子电路2提供计数器16。后者有益地并入到电子电路2中，然而，也可作为在所述电路之外的一个部件。在说明书余下的部分中，假定计数器16被合并入H桥。该计数器16于是首先链接至防护设备12，并且其次链接至接口14，以便能够与微控制器4通信。

计数器16的目的在于对防护设备12触发中断的次数进行计数。例如，可以假定计数器16管理位于计数器的寄存器中并且于是对应于0与63之间的变量的6位代码。例如，该代码被初始化为值000000（对应于0）并且每次由防护设备12触发中断时相应的寄存器加一。相应值可由微控制器4通过链路6（例如SPI链路）来访问。

当在计数器16内部递增的寄存器的代码达到预定值Nmax时，例如，其可以是63，但也可以是小于63的值，电子电路2的输出OUT1和OUT2被置于高阻抗状态，直到然后满足特定的条件。例如，此外，可以设想电子电路2处的温度再次在至少等于t2的持续时间内降到低于T2，并且执行外部动作。如果这两个条件都满足，计数器16于是被重置。

例如，外部的动作是将电压施加至电子电路2的动作。可替代地或同时地，能够提供DI（DI代表数字输入）引脚以重置计数器16。例如，该DI引脚能够呈低状态（等于0）或高状态（等于1）。因此，可以设想，如果在电路的温度（即，所有温度传感器处的温度）在至少持续时间t2内小于T2之前，DI引脚从其低状态转移到其高状态，那么计数器16的寄存器没有被重置。相反，如果在电路的温度（即，所有温度传感器处所测的温度）在至少持续时间t2内小于T2之后，DI引脚从其低状态转移到其高状态，那么计数器16的寄存器被重置。

因此，有效限制由防护设备12激活的电子电路2的热防护的次数是可行的。

提出的解决方案容易实现并且不会导致实质上的额外的成本，因为使用的计数器是廉价的。其它的元件，尤其是SPI链路，常用于电子电路，尤其是汽车用电子设备领域。

可以注意到，上述的功能能够轻易地得到抑制。这能够简单地例如通过将容许的最大切断值（上文称之为Nmax）编程为由计数器16管理的寄存器的初始化值（即0）来实现。寄存器于是如上所述的那样递增，但即使其达到最大可能值（在上文中对于6位代码来说是63），热防护功能在不受限制的情况下持续“正常”起作用。在这种情况下，符号值0已经编码，实际上，无限地，即无限制的切断次数。

本发明既不限于上述的方法和其替代物，也不限于单张附图中描述和展示的设备，而是涉及所有建议的和所属领域技术人员能够触及的范围之内的替代物。

例如，计数器可以具有多于6位。

还可以设想的是，初始化计数器发生在检测到电子电路的稳定重启之后，即，在小于固定的持续时间t3的一段时间之前没有后续中断的情况下，所述电路的重启。

Claims (8)

1.一种管理电子电路的方法，该电子电路包含用于进行驱动的H桥和热防护设备，在H桥中合并有计数器，计数器被通过连接部链接至热防护设备，当所测的温度超过第一预定阈值时该热防护设备中断电子电路的运行，其特征在于，该方法包括以下步骤：

通过至少一个温度传感器来感测电子电路的至少一个电子部件的温度；

当由温度传感器感测的并且由热防护设备接收的所述至少一个电子部件的温度超过第一预定阈值时，通过如下来反复中断电子电路的运行：由热防护设备将电子电路的输出置于高阻抗状态以使得电子电路的晶体管被阻塞并且不传导任何电流直到由温度传感器感测的温度降到低于第一预定温度的第二预定温度之下，导致电子电路的电动机重启；

每当热防护设备中断电子电路的运行时由计数器对由热防护设备引起的电子电路运行中断的次数进行计数；以及

当所计数的由热防护设备引起的电子电路运行中断的次数达到预定值时，将电子电路的输出置于高阻抗状态，以使得电子电路的晶体管保持被阻塞直到电子部件的温度在特定的持续时间内降到第二预定阈值之下并且有外部动作被执行，外部动作是将电压施加到电子电路的动作和将数字输入（DI）引脚从低状态转移到高状态的动作中的一个或多个。

2.如权利要求1所述的管理方法，其特征在于，由热防护设备引起的电子电路运行中断通过每次中断时对寄存器加一来计数。

3.如权利要求1所述的管理方法，其特征在于，当电子电路在特定的时间段内没有后续中断的情况下受电时，计数器重置。

4.一种电子电路，具有：

用于进行驱动的H桥；

热防护设备，其被操作地连接到至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器被配置为感测电子电路的至少一个电子部件的温度，当由温度传感器感测的并且由热防护设备接收的所述至少一个电子部件的温度超过第一预定阈值时，电子电路的运行被通过如下来反复中断：由热防护设备将电子电路的输出置于高阻抗状态以使得电子电路的晶体管被阻塞并且不传导任何电流直到由温度传感器感测的温度降到低于第一预定温度的第二预定温度之下，导致电子电路的电动机重启；

被配置用于被重置的计数器，计数器被合并在H桥中；以及

连接部，其链接计数器和热防护设备以使得每当热防护设备中断电子电路的运行时计数器指示由热防护设备引起的运行中断的次数，

其中，当所计数的由热防护设备引起的电子电路运行中断的次数达到预定值时，将电子电路的输出置于高阻抗状态，以使得电子电路的晶体管保持被阻塞直到电子电路的温度在特定的持续时间内降到第二预定阈值之下并且有外部动作被执行，外部动作是将电压施加到电子电路的动作和将数字输入（DI）引脚从低状态转移到高状态的动作中的一个或多个。

5.如权利要求4所述的电子电路，其特征在于，该电子电路包括用于与微控制器链接的接口。

6.如权利要求4所述的电子电路，其特征在于，该电子电路是用于控制电动机的电路。

7.如权利要求4所述的电子电路，其特征在于，H桥具有四个驱动晶体管。

8.如权利要求7所述的电子电路，其特征在于，该电子电路包括靠近晶体管布置的至少一个温度传感器。

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