CN112997087A - 用于车辆的控制设备的过压保护电路、用于车辆的控制设备和用于测试用于车辆的控制设备的过压保护电路的方法 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于车辆控制设备的过压保护电路(120)。该过压保护电路(120)具有用于施加输入电压(Uin)的输入接口(122)、用于施加测试电压(TST)的测试接口(126)和用于提供输出电压(Uout)以对控制设备进行供给的输出接口(124)。该过压保护电路(120)也具有参考装置(221)，该过压保护电路构造成用于在使用输入电压(Uin)的情况下提供参考电压(Uref)。该过压保护电路(120)还具有分压装置(223)，该分压装置构造成用于在使用输出电压(Uout)的情况下提供分电压。此外，该过压保护电路(120)具有控制装置(225)，该控制装置构造成用于在使用参考电压(Uref)和分电压的情况下提供调节信号。该过压保护电路(120)也具有连接到输入接口(122)和输出接口(124)之间的调节装置(227)。在此，该调节装置(227)构造成用于在使用输入电压(Uin)和调节信号的情况下提供输出电压(Uout)。该过压保护电路(120)还具有修改装置(229)，该修改装置构造成用于在使用测试电压(TST)的情况下修改分电压的值。

Description

用于车辆的控制设备的过压保护电路、用于车辆的控制设备 和用于测试用于车辆的控制设备的过压保护电路的方法
技术领域
本发明涉及用于一种用于车辆的控制设备的过压保护电路、一种用于车辆的控制设备和一种用于测试用于车辆的控制设备的过压保护电路的方法。
背景技术
对于控制设备和类似物可以使用例如Z二极管形式的过压保护电路，在控制设备的使用寿命期间通常不能在正确功能方面对所述过压保护电路进行检查。
发明内容
在该背景下，本发明的任务是，提出一种用于车辆的控制设备的改进的过压保护电路、一种用于车辆的改进的控制设备和一种用于测试用于车辆的控制设备的过压保护电路的改进的方法。
该任务通过根据独立权利要求的用于车辆的控制设备的改进的过压保护电路、用于车辆的改进的控制设备和用于测试用于车辆的控制设备的过压保护电路的改进的方法来解决。
根据实施方式，尤其能够提供用于控制装置、尤其用于安全性相关的电压供给组件的过压保护的可监控性。因此，例如也可以将过压保护电路用于提高安全性要求。为了实现这样的过压保护电路，根据实施方式尤其可以使用分立部件，从而使得过压保护电路能够与在宽的电压范围内所提出的要求相匹配。因此使得能够检查控制设备中的过压保护电路。在此，尤其可以使用两个不同高的输入电平周期性地操控过压保护电路，用于测试过压保护电路。
有利地，根据实施方式，尤其可以为控制设备内部的电压供给提供成本较低的、可测试的过压保护。在此，例如也能够使得从预限定的电压起才接通电压供给。换句话说，因此尤其能够在电路的总使用寿命期间在正常电压范围内对过压保护电路进行测试。此外，例如可以在没有特定构件或仅使用标准构件的情况下构建过压保护电路。此外，尤其能够在过压保护电路的正常运行以及测试运行中实现任意限制电压的调设。这种测试运行或测试的执行能够在使用仅一个用于测试操控的附加接口的情况下进行，从而能够尤其在硬件方面节省资源。
一种用于车辆控制设备的过压保护电路具有以下特征：
用于施加输入电压的输入接口、用于施加测试电压的测试接口和用于提供输出电压以对控制装置进行供给的输出接口；
参考装置，该参考装置构造成用于在使用输入电压的情况下提供参考电压；
分压装置，该分压装置构造成用于在使用输出电压的情况下提供分电压；
控制装置，该控制装置构造成用于在使用参考电压和分电压的情况下提供调节信号；
调节装置，该调节装置连接到输入接口与输出接口之间，其中，调节装置构造成用于在使用输入电压和调节信号的情况下提供输出电压；和
修改装置，该修改装置构造成用于在使用测试电压的情况下修改分电压的值。
过压保护电路可以实施为控制设备的一部分，或者可以是可集成到控制设备中的。控制设备可以已布置或者被布置在车辆中。车辆可以是机动车，尤其陆上运输工具、空中运输工具或者水上运输工具，例如载客汽车、载重汽车或者其他商用车。结合过压保护电路，“连接”意味着：直接地或者通过至少一个构件、例如电阻或类似物建立电连接。调节信号可以代表电压，并且附加或替代地代表电流。各个装置可以在使用分立部件的情况下、例如在使用电阻和晶体管的情况下实现。
根据一种实施方式，调节装置可以具有晶体管，该晶体管具有第一接口、第二接口和用于接收调节信号的控制接口。在此，晶体管的第一接口可以与输入接口连接。晶体管的第二接口可以与输出接口连接。晶体管的控制接口可以与控制装置连接。该晶体管可以是pnp晶体管。但也可以使用其他适合类型的晶体管作为晶体管。这种实施方式提供以下优点：能够以简单的方式提供可靠的、受保护以防过压的输出电压。
此外，控制装置可以具有运算放大器，该运算放大器具有反相输入端、非反相输入端和输出端。在此，运算放大器的反相输入端可以与参考装置连接，用于接收参考电压。运算放大器的非反相输入端可以与分压装置连接，用于接收分电压，并且该非反相输入端可以与修改装置连接，用于修改分电压。运算放大器的输出端可以与调节装置连接，用于提供调节信号。更准确地说，运算放大器的输出端可以与调节装置的晶体管的控制接口连接。这种实施方式提供以下优点：能够提供可靠的防过压保护。在此，尤其能够提供适合于可靠地调节输出电压的调节信号。
修改装置也可以具有开关和修改电阻。在此，该开关和修改电阻可以彼此串联地连接到基准电势与控制装置之间。在此，该开关的控制接口可以与测试接口连接。更准确地说，开关和修改电阻可以彼此串联地连接到基准电势与控制装置的运算放大器的非反相输入端之间。开关可以实施为npn晶体管或者其它适合类型的晶体管。这样的实施方式提供以下优点：能够以简单和可靠的方式实现过压保护电路的可测试性。
此外，分压装置可以具有第一分压电阻和第二分压电阻。在此，第一分压电阻的第一接口可以与输出接口连接。第一分压电阻的第二接口可以与第二分压电阻的第一接口连接。第二分压电阻的第二接口可以与基准电势连接。第一分压电阻的第二接口可以与控制装置连接，用于提供分电压。在此，可以视应用场景而定地预限定分压电阻的电阻值。这样的实施方式提供以下优点：能够可靠和准确地提供分电压。
参考装置还可以具有用于施加参考电压的参考接口。替代地，参考装置可以具有参考电阻、第一二极管和第二二极管。在此，参考电阻、第一二极管和第二二极管可以彼此串联地连接到用于施加控制电压的控制接口与基准电势之间或者输入接口与基准电势之间。在第一二极管和第二二极管之间的参考节点可以与控制装置连接。第一二极管可以实施为齐纳二极管或者其他适合类型的二极管。第二二极管可以实施为齐纳二极管或者其他适合类型的二极管。这样的实施方式提供以下优点：能够不费事地提供参考电压。借助第一二极管，尤其也能够设置过压保护电路的接通迟滞。如果将参考电阻、第一二极管和第二二极管彼此串联地连接到输入接口和基准电势之间，则能够在控制设备方面减少接口数量。
尤其地，在控制装置方面，运算放大器尤其可以具有两个npn放大器晶体管、一个pnp放大器晶体管、两个放大器电容和三个放大器电阻。在此，运算放大器的反相输入端可以实施为npn放大器晶体管中的第一npn放大器晶体管的控制接口。运算放大器的非反相输入端可以实施为npn放大器晶体管中的第二npn放大器晶体管的控制接口。npn放大器晶体管中的第一npn放大器晶体管的第一接口和npn放大器晶体管中的第二npn放大器晶体管的第一接口可以通过放大器电阻中的第一放大器电阻与基准电势连接。npn放大器晶体管中的第一npn放大器晶体管的第二接口可以与pnp放大器晶体管的第二接口连接，并且可以为了提供调节信号与调节装置连接。npn放大器晶体管中的第二npn放大器晶体管的第二接口可以与输出接口连接。pnp放大器晶体管的第一接口可以与输入接口连接。pnp放大器晶体管的控制接口可以通过放大器电阻中的第二放大器电阻与调节装置连接。放大器电容中的第一放大器电容的第一接口可以与输入接口连接。放大器电容中的第一放大器电容的第二接口可以连接到pnp放大器晶体管的控制接口与放大器电阻中的第二放大器电阻之间。放大器电阻中的第三放大器电阻的第一接口可以与npn放大器晶体管中的第一npn放大器晶体管的控制接口连接。放大器电阻中的第三放大器电阻的第二接口可以与输出接口连接。放大器电容中的第二放大器电容的第一接口可以与npn放大器晶体管中的第一npn放大器晶体管的控制接口连接。放大器电容中的第二放大器电容的第二接口可以与基准电势连接。放大器晶体管也可以是其他适合类型的晶体管。这样的实施方式提供以下优点：能够以可靠的方式提供调节信号，该调节信号能够实现防止过压的可靠保护。
根据一种实施方式，过压保护电路可以具有调设装置，用于在使用输入电压的情况下调设调节信号。在此，调设装置可以具有由开关和第一调设电阻组成的串联电路，该串联电路可以连接到控制装置与基准电势之间。在此，开关可根据输入电压切换。更准确地说，串联电路可以连接到控制装置的运算放大器的第二npn放大器晶体管的第一接口与基准电势之间。这样的实施方式提供以下优点：能够根据输入电压控制调节装置的晶体管的基极电流。
在调设装置中，开关也可以实施为第一npn调设晶体管。在此，调设装置还具有第二npn调设晶体管、第二调设电阻、第三调设电阻、第四调设电阻和第五调设电阻。第一npn调设晶体管的第一接口可以与第一调设电阻的第一接口连接。第一调设电阻的第二接口可以与基准电势连接。第一npn调设晶体管的第二接口可以与控制装置连接。第一npn调设晶体管的控制接口可以与第二npn调设晶体管的第二接口连接。第二npn调设晶体管的第一接口可以与基准电势连接。第二调设电阻和第三调设电阻可以彼此串联地连接到输入接口与基准电势之间。第二npn调设晶体管的控制接口可以与在第二调设电阻和第三调设电阻之间的调设节点连接。第四调设电阻的第一接口可以与调设节点连接。第四调设电阻的第二接口可以与第二npn调设晶体管的第二接口连接。第五调设电阻的第一接口可以与第二npn调设晶体管的第二接口连接。第五调设电阻的第二接口可以与输入接口连接。更准确地说，第一npn调设晶体管的第二接口可以与控制装置的运算放大器的npn放大器晶体管中的第二npn放大器晶体管的第一接口连接。替代地，调设晶体管也可以是其他适合类型的晶体管。这样的实施方式提供以下优点：也能够以适合的方式向控制设备的开关调节器供给输出电压。
过压保护电路还可以具有限流电阻。在此，限流电阻的第一接口可以与输入接口连接。限流电阻的第二接口可以与调节装置连接。限流电阻的第二接口可以与调节装置的晶体管的第一接口连接。根据输出电流的所设置的电流限制，可以预限定限流电阻的电阻值。因此，能够以简单的方式实现可预限定的电流限制。
一种用于车辆的控制设备，具有前面所提及的过压保护电路和电压供给接口，其中，过压保护电路的输出接口与控制设备的电压供给接口连接。
有利地，过压保护电路可以结合控制设备来采用或者使用，以便在控制设备的电压供给方面提供过压保护。
根据一种实施方式，控制设备可以具有用于测试过压保护电路的功能性的测试装置。在此，测试装置可以构造成用于：在具有第一电压水平的测试电压施加于测试接口期间，检测输出电压第一值或者第一值变化曲线；并且在具有第二电压水平的测试电压施加于测试接口处存在期间，检测输出电压第二值或者第二值变化曲线。在使用第一值或者第一值变化曲线以及第二值或者第二值变化曲线的情况下，测试装置可以提供测试信号。测试装置例如可以用于在控制装置投入运行时或者在控制装置的功能测试期间检验测试过压保护电路的功能性。
一种用于测试车辆控制设备的过压保护电路的方法，其中，该过压保护电路是前面所提及的过压保护电路的一种实施方式，该方法具有以下步骤：
向过压保护电路的测试接口施加具有第一电压水平的测试电压；
响应于具有第一电压水平的测试电压检测第一输出电压；
向过压保护电路的测试接口施加具有第二电压水平的测试电压，其中，第二电压水平低于第一电压水平；
响应于具有第二电压水平的测试电压检测第二输出电压；
检验所检测的第一输出电压和所检测的第二输出电压是否满足至少一个测试标准，以便产生测试结果。
该用于测试的方法可实施成用于以有利的方式检验前面所提及的过压保护电路的功能性。
附图说明
在以下描述中参照附图更详细地阐述在此所提出的方案的实施例。附图示出：
图1具有根据一种实施例的控制设备的车辆的示意性示图；
图2图1的过压保护电路的原理电路图；
图3图1或图2的过压保护电路的电路图；
图4具有调设装置的图3的过压保护电路的电路图；
图5根据一种实施例的用于测试的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出具有根据一种实施例的控制设备110的车辆100的示意性示图。车辆100是机动车，例如载客汽车、载重汽车或者其他商用车。控制设备110布置在车辆100中。因此，车辆100具有控制设备110。控制设备110具有用于施加输入电压Uin的输入端。输入电压Uin例如由车辆100的电池102提供。
控制设备110具有控制设备装置112，该控制设备装置构造成用于实施控制设备110的控制功能。控制功能例如涉及操控车辆的车辆系统的至少一个执行器，例如制动系统。
为了向控制设备装置112供给电能，控制设备装置112具有电压供给接口114。通过电压供给接口114可以向控制设备装置112供给电压。
控制设备110具有过压保护电路120，该过压保护电路连接到控制设备装置112的电压供给接口114与控制设备110的输入端之间，用于施加输入电压Uin。过压保护电路120构造成用于实现针对控制设备110或尤其针对控制设备110的控制设备装置112的过压保护。
在图1的图示中，在过压保护电路120中示出用于向过压保护电路120施加输入电压Uin的输入接口122、用于提供输出电压Uout以对控制设备110或控制设备装置112进行供给的输出接口124以及用于向过压保护电路120施加测试电压TST的测试接口126。过压保护电路120和控制设备装置112彼此连接。在此，过压保护电路120的输出接口124与电压供给接口114连接。根据以下附图，根据不同实施例描述过压保护电路120的结构和功能。
根据一种实施例设置测试装置130，该测试装置构造成用于测试过压保护电路120的功能性。根据一种实施例，测试装置130集成到控制设备110中，但也可以是过压保护电路120的一部分，或者可以作为布置在控制设备110外部的电路。测试装置130构造成用于在具有第一电压水平的测试电压TST施加于测试接口126期间检测输出电压Uout的第一值或者第一值变化曲线。测试装置130还构造成用于在具有第二电压水平的测试电压TST施加于测试接口126期间检测输出电压Uout的第二值或者第二值变化曲线。测试装置130构造成用于在使用第一值或者第一值变化曲线以及第二值或者第二值变化曲线的情况下确定测试结果并且提供表示测试结果的测试信号132。测试信号132例如表示过压保护电路120的正确的功能性，并且附加或替代地表示过压保护电路120的错误的功能性。根据一种实施例，测试装置130构造成用于接收测试电压TST。替代地，测试装置130构造成用于提供测试电压TST。
图2示出根据一种实施例的图1的过压保护电路120的原理电路图。在图2的原理电路图中，在过压保护电路120中示出用于施加输入电压Uin的输入接口122、用于提供输出电压Uout的输出接口124、用于施加测试电压TST的测试接口126，以及还示出了参考装置221、参考电压Uref、具有第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的分压装置223、控制装置225、具有晶体管T1的调节装置227以及具有修改电阻R3和开关S1的修改装置229。
参考装置221构造成用于提供参考电压Uref。根据在此所示的实施例，参考装置221具有用于施加参考电压Uref的参考接口。根据一种实施例，参考装置221构造成用于在使用输入电压Uin的情况下提供参考电压Uref。
分压装置223构造成用于在使用输出电压Uout的情况下提供分电压。根据在此所示的实施例，分压装置223具有由第一分压电阻R1和第二分压电阻R2组成的串联电路。第一分压电阻R1的第一接口与输出接口124连接。第一分压电阻R1的第二接口与第二分压电阻R2的第一接口连接。第二分压电阻R2的第二接口与基准电势连接。第一分压电阻R1的第二接口与控制装置225连接，用于提供分电压。
控制装置225构造成用于，在使用参考电压Uref和分电压的情况下提供调节信号。
根据在此所示的实施例，控制装置225具有运算放大器。该运算放大器具有反相输入端(-)、非反相输入端(+)和输出端。运算放大器的反相输入端与参考装置221连接，用于接收参考电压Uref。运算放大器的非反相输入端与分压装置223连接，用于接收分电压，并且该非反相输入端与修改装置229连接，用于修改分电压。运算放大器的输出端与调节装置227连接，用于提供调节信号。
调节装置227连接到输入接口122与输出接口124之间。调节装置227构造成用于在使用输入电压Uin和调节信号的情况下提供或调节输出电压Uout。根据在此所示的实施例，调节装置227具有晶体管T1。晶体管T1具有第一接口、第二接口和用于接收调节信号的控制接口。晶体管T1的第一接口与输入接口122连接。晶体管T1的第二接口与输出接口124连接。晶体管T1的控制接口与控制装置225连接。根据在此所示的实施例，晶体管T1是pnp晶体管。
修改装置229构造成用于在使用测试电压TST的情况下修改由分压装置223提供的分电压的值。为此，修改装置229与测试输入端126连接，或者修改装置229具有测试输入端146。根据在此所示的实施例，修改装置229具有开关S1和修改电阻R3。开关S1和修改电阻R3彼此串联地连接到基准电势与控制装置225(更准确地说，控制装置225的运算放大器的非反相输入端)之间。开关S1的控制接口与测试接口126连接。根据在此所示的实施例，开关S1连接到修改电阻R3与基准电势之间。替代地，开关S1和修改电阻R3的位置可以互换。
施加于测试输入端126的测试电压TST被用于修改在运算放大器225的非反相输入端(+)与基准电势之间存在的总电阻的电阻值。为此，根据测试电压TST的电压水平来闭合和打开开关S1。
过压保护电路120可以用作安全性关键的系统中的所谓的可测试PRESTAB。
图3示出根据一种实施例的图1或图2的过压保护电路的电路图。在此，除了参考装置221被不同地实施和/或更详细地示出、附加地设置限流电阻R7、修改装置229具有晶体管形式的开关1和附加的串联电阻R9并且更详细地示出控制装置225的运算放大器之外，过压保护电路120相应于图2的过压保护电路。
限流电阻R7在电阻值方面是可预限定的，以便调设过压保护电路120的输出电流的电流限制。限流电阻R7的第一接口与输入接口122连接。限流电阻R7的第二接口与调节装置227(更准确地说，与调节装置227的晶体管T1的第一接口)连接。
修改装置229的实施为晶体管(更准确地说，实施为npn晶体管)的开关S1具有第一接口、第二接口和控制接口。开关S1的第一接口与基准电势连接。开关S1的第二接口与修改电阻R3连接。开关S1的控制接口通过串联电阻R9与测试接口TST连接。因此，串联电阻R9连接到测试接口TST与开关S1的控制接口之间。
根据在此所示的实施例，参考装置221具有参考电阻R8、第一二极管D1和第二二极管D2。在第一二极管D1和第二二极管D2之间的参考节点REF与控制装置225连接。参考电压Uref施加于参考节点REF。根据在此所示的实施例，参考电阻R8、第一二极管D1和第二二极管D2彼此串联地连接到用于施加控制电压Us的控制接口330与基准电势之间。根据在此所示的实施例，第一二极管D1尤其连接到参考电阻R8与第二二极管D2或参考节点REF之间。根据一种替代实施例，可以省去控制接口330，其中，参考电阻R8、第一二极管D1和第二二极管D2彼此串联地连接到输入接口122与基准电势之间。
根据在此所示的实施例，控制装置225的运算放大器具有第一放大器电容C1、第二放大器电容C2、第一放大器电阻R4、第二放大器电阻R6、第三放大器电阻R5、pnp放大器晶体管T2、第一npn放大器晶体管T3和第二npn放大器晶体管T4。
运算放大器的反相输入端实施为第一npn放大器晶体管T3的控制接口。运算放大器的非反相输入端实施为第二npn放大器晶体管T4的控制接口。第一npn放大器晶体管T3的第一接口和第二npn放大器晶体管T4的第一接口通过第一放大器电阻R4与基准电势连接。第一npn放大器晶体管T3的第二接口与pnp放大器晶体管T2的第二接口连接。此外，第一npn放大器晶体管T3的第二接口与调节装置227(更准确地说，与调节装置227的晶体管T1的控制输入端)连接，用于提供调节信号。第二npn放大器晶体管T4的第二接口与输出接口124连接。pnp放大器晶体管T2的第一接口与输入接口122连接。pnp放大器晶体管T2的控制接口通过第二放大器电阻R6与调节装置227(更准确地说，与调节装置227的晶体管T1的第一输入端)连接。
运算放大器的第一放大器电容C1的第一接口与输入接口122连接。第一放大器电容C1的第二接口连接到pnp放大器晶体管T2的控制接口与第二放大器电阻R6之间。第三放大器电阻R5的第一接口与第一npn放大器晶体管T3的控制接口连接。第三放大器电阻R5的第二接口与输出接口124连接。第二放大器电容C2的第一接口与第一npn放大器晶体管T3的控制接口连接。第二放大器电容C2的第二接口与基准电势连接。
以下仅仅示出过压保护电路120的若干构件的示例性参数。第一放大器电容C1可以具有1纳法的电容值。第二放大器电容C2可以具有100纳法的电容值。第一分压电阻R1可以具有23.7千欧姆的电阻值。第二分压电阻R2可以具有10千欧姆的电阻值。修改电阻R3可以具有6.81千欧姆的电阻值。第一放大器电阻R4可以具有750欧姆的电阻值。第二放大器电阻R6可以具有100欧姆的电阻值。第三放大器电阻R5可以具有26.1千欧姆的电阻值。参考电阻R8可以具有26.1千欧姆的电阻值。串联电阻R9可以具有10千欧姆的电阻值。
图4示出根据一种实施例的具有调设装置440的图3的过压保护电路120的示意性电路图。除了根据在图4中所示的实施例附加地设置的调设装置440之外，过压保护电路120相应于图3的过压保护电路。调设装置440具有调设节点445、第一调设电阻R14、第二调设电阻R10、第三调设电阻R11、第四调设电阻R12、第五调设电阻R13、第一npn调设晶体管T6和第二npn调设晶体管T5。
调设装置440构造成用于在使用输入电压Uin的情况下调设调节信号。调设装置440具有由第一npn调设晶体管T6形式的开关和第一调设电阻R14组成的串联电路。该串联电路连接到控制装置225与基准电势之间。第一npn调设晶体管T6或开关可根据输入电压Uin来切换。
第一npn调设晶体管T6的第一接口与第一调设电阻R14的第一接口连接。第一调设电阻R14的第二接口与基准电势连接。第一npn调设晶体管T6的第二接口与控制装置225(更准确地说，与控制装置225的运算放大器的第二npn放大器晶体管T4的第一接口)连接。第一npn调设晶体管T6的控制接口与第二npn调设晶体管T5的第二接口连接。第二npn调设晶体管T5的第一接口与基准电势连接。第二调设电阻R10和第三调设电阻R11彼此串联地连接到输入接口122与基准电势之间。调设节点445布置在第二调设电阻R10与第三调设电阻R11之间。第二npn调设晶体管T5的控制接口与调设节点445连接。第四调设电阻R12的第一接口与调设节点445连接。第四调设电阻R12的第二接口与第二npn调设晶体管T5的第二接口连接。第五调设电阻R13的第一接口与第二npn调设晶体管T5的第二接口连接。第五调设电阻R13的第二接口与输入接口122连接。
以下仅仅示出过压保护电路120的调设装置440的若干构件的示例性参数。第一调设电阻R14可以具有60欧姆的电阻值。第二调设电阻R10可以具有100千欧姆的电阻值。第三调设电阻R11可以具有3.83千欧姆的电阻值。第四调设电阻R12可以具有21.5千欧姆的电阻值。第五调设电阻R13可以具有51.1千欧姆的电阻值。
图5示出根据一种实施例的用于测试的方法500的流程图。可以实施用于测试的方法500，以便测试车辆控制设备的过压保护电路。更准确地说，可以实施用于测试的方法500，以便测试前述附图之一的过压保护电路或者类似的过压保护电路。
如根据图1所述，例如可以在使用测试装置的情况下执行方法500。
在此，在第一施加步骤510中，向过压保护电路的测试接口施加具有第一电压水平的测试电压。随后，在第一检测步骤520中，响应于具有第一电压水平的测试电压检测第一输出电压。随后，又在第二施加步骤530中，向过压保护电路的测试接口施加具有第二电压水平的测试电压。第二电压水平低于第一电压水平。随后，在第二检测步骤540中，响应于具有第二电压水平的测试电压检测第二输出电压。在检验步骤550中，最终检验所检测的第一输出电压和所检测的第二输出电压是否满足至少一个测试标准，以便产生测试结果。
下面参照前述附图给出本发明的实施例的简短功能描述。
如果在测试输入端126处连接具有例如超过1.5伏的第一电压水平的测试电压TST，则修改装置229的开关S1闭合并且输出电压Uout例如被限制为(Uref-0.65V)×(R1+R2||R3)/R1。在此，电压值0.65V是由所使用的电路元件的特性得出的典型的、然而示例性的值。低于该电压值或该限制电压，输出电压Uout跟随输入电压Uin，从而适用：Uout＝Uin-限流电阻R7上的和调节装置227的晶体管T1上的电压降。
如果在测试输入端126处连接具有例如低于0.4伏的第二电压水平的测试电压TST，则修改装置229的开关S1打开，并且输出电压Uout例如被限制为(Uref-0.65V)×(R1+R2)/R1。低于该电压值或该限制电压，输出电压Uout跟随输入电压Uin，从而适用：Uout＝Uin-限流电阻R7上的和调节装置227的晶体管T1上的电压降。
因此，对于开关S1闭合的情况，输出电压Uout被限制为第一电压值，该第一电压值取决于参考电压Uref、电阻R1、R2、R3的值以及所使用的电路元件的特定电压值。
相应地，对于开关S1打开的情况，输出电压Uout被限制为与第一电压值不同的第二电压值，该第二电压值取决于参考电压Uref、电阻R1、R2的值以及所使用的电路元件的特定电压值。
如果测量到输出电压Uout，则能够从一输入电压Uin起(该输入电压大于前述限制电压中的较低限制电压加上限流电阻R7上的和调节装置227的晶体管T1上的电压降)对过压保护电路120的功能进行测试。
在过压保护电路120中存在可通过第一二极管D1调设的接通迟滞以及可通过限流电阻R7调设的输出电流的电流限制。
控制电压Us可以与输入电压Uin连接，或者被用作单独的开关输入端或控制接口330。该控制接口330可以例如与车辆100的端子已连接或被连接。
调设装置440代表一种电路部分，该电路部分具有调设电阻R10至R14和晶体管T5、T6，并且构造成用于根据输入电压Uin来控制调节装置227的晶体管T1的调节信号或基极电流。因此能够实现，在低输入电压Uin的情况下产生晶体管T1的高的或更高的基极电流作为调节信号，并且在高输入电压Uin的情况下产生晶体管T1的低的或更低的基极电流作为调节信号，而不使第一npn放大器晶体管T3过载。这在对控制设备110的开关调节器供给输出电压Uout时是特别有利的，该开关调节器在低的供给电压下具有高的输入电流需求，在高的供给电压下具有低的输入电流需求。
附图标记列表
100 车辆
102 电池
110 控制设备
112 控制设备装置
114 电压供给接口
120 过压保护电路
122 输入接口
124 输出接口
126 测试接口
130 测试装置
132 测试信号
Uin 输入电压
Uout 输出电压
TST 测试电压
221 参考装置
223 分压装置
225 控制装置
227 调节装置
229 修改装置
R1 第一分压电阻
R2 第二分压电阻
R3 修改电阻
S1 开关
T1 晶体管
Uref 参考电压
330 控制接口
C1 第一放大器电容
C2 第二放大器电容
D1 第一二极管
D2 第二二级管
REF 参考节点
R4 第一放大器电阻
R5 第三放大器电阻
R6 第二放大器电阻
R7 限流电阻
R8 参考电阻
R9 串联电阻
T2 pnp放大器晶体管
T3 第一npn放大器晶体管。
T4 第二npn放大器晶体管
Us 控制电压
440 调设装置
445 调设节点
R10 第二调设电阻
R11 第三调设电阻
R12 第四调设电阻
R13 第五调设电阻
R14 第一调设电阻
T5 第二npn调设晶体管
T6 第一npn调设晶体管
500 用于测试的方法
510 第一施加步骤
520 第一检测步骤
530 第二施加步骤
540 第二检测步骤
550 检验步骤

Claims (13)

1.一种用于车辆(100)的控制设备(110)的过压保护电路(120)，其中，所述过压保护电路(120)具有以下特征：
用于施加输入电压(Uin)的输入接口(122)、用于施加测试电压(TST)的测试接口(126)和用于提供输出电压(Uout)以对所述控制装置(110)进行供给的输出接口(124)；
参考装置(221)，所述参考装置构造成用于在使用所述输入电压(Uin)的情况下提供参考电压(Uref)；
分压装置(223)，所述分压装置构造成用于在使用所述输出电压(Uout)的情况下提供分电压；
控制装置(225)，所述控制装置构造成用于在使用所述参考电压(Uref)和所述分电压的情况下提供调节信号；
调节装置(227)，所述调节装置连接到所述输入接口(122)与所述输出接口(124)之间，其中，所述调节装置(227)构造成用于在使用所述输入电压(Uin)和所述调节信号的情况下提供所述输出电压(Uout)；和
修改装置(229)，所述修改装置构造成用于在使用所述测试电压(TST)的情况下修改所述分电压的值。
2.根据权利要求1所述的过压保护电路(120)，其中，所述调节装置(227)具有晶体管(T1)，所述晶体管具有第一接口、第二接口和用于接收所述调节信号的控制接口，其中，所述晶体管(T1)的第一接口与所述输入接口(122)连接，其中，所述晶体管的第二接口与所述输出接口(124)连接，其中，所述晶体管(T1)的控制接口与所述控制装置(225)连接。
3.根据以上权利要求中任一项所述的过压保护电路(120)，其中，所述控制装置(225)具有运算放大器，所述运算放大器具有反相输入端、非反相输入端和输出端，其中，所述运算放大器的反相输入端与所述参考装置(221)连接，用于接收所述参考电压(Uref)，其中，所述运算放大器的非反相输入端与所述分压装置(223)连接，用于接收所述分电压，并且该非反相输入端与所述修改装置(229)连接，用于修改所述分电压，其中，所述运算放大器的输出端与所述调节装置(227)连接，用于提供所述调节信号。
4.根据以上权利要求中任一项所述的过压保护电路(120)，其中，所述修改装置(229)具有开关(S1)和修改电阻(R3)，其中，所述开关(S1)和所述修改电阻(R3)彼此串联地连接到基准电势与所述控制装置(225)之间，其中，所述开关(S1)的控制接口与所述测试接口(126)连接。
5.根据以上权利要求中任一项所述的过压保护电路(120)，其中，所述分压装置(223)具有第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)，其中，所述第一分压电阻(R1)的第一接口与所述输出接口(124)连接，其中，所述第一分压电阻(R1)的第二接口与所述第二分压电阻(R2)的第一接口连接，其中，所述第二分压电阻(R2)的第二接口与基准电势连接，其中，所述第一分压电阻(R1)的第二接口与所述控制装置(225)连接，用于提供所述分电压。
6.根据以上权利要求中任一项所述的电压保护电路(120)，其中，所述参考装置(221)具有用于施加所述参考电压(Uref)的参考接口，或者具有参考电阻(R8)、第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，其中，所述参考电阻(R8)、所述第一二极管(D1)和所述第二二极管(D2)彼此串联地连接到用于施加控制电压(Us)的控制接口(330)与基准电势之间或者所述输入接口(122)与基准电势之间，其中，在所述第一二极管(D1)和所述第二二极管(D2)之间的参考节点(REF)与所述控制装置(225)连接。
7.根据权利要求3所述的过压保护电路(120)，其中，所述运算放大器具有两个npn放大器晶体管(T3，T4)、一个pnp放大器晶体管(T2)、两个放大器电容(C1，C2)和三个放大器电阻(R4，R5，R6)，其中，所述运算放大器的反相输入端实施为所述npn放大器晶体管(T3，T4)中的第一npn放大器晶体管(T3)的控制接口，其中，所述运算放大器的非反相输入端实施为所述npn放大器晶体管(T3，T4)中的第二npn放大器晶体管(T4)的控制接口，其中，所述npn放大器晶体管(T3，T4)中的第一npn放大器晶体管(T3)的第一接口和所述npn放大器晶体管(T3，T4)中的第二npn放大器晶体管(T4)的第一接口通过所述放大器电阻(R4，R5，R6)中的第一放大器电阻(R4)与基准电势连接，其中，所述npn放大器晶体管(T3，T4)中的第一npn放大器晶体管(T3)的第二接口与所述pnp放大器晶体管(T2)的第二接口连接并且为了提供所述调节信号与所述调节装置(227)连接，其中，所述npn放大器晶体管(T3，T4)中的第二npn放大器晶体管(T4)的第二接口与所述输出接口(124)连接，其中，所述pnp放大器晶体管(T2)的第一接口与所述输入接口(122)连接，其中，所述pnp放大器晶体管(T2)的控制接口通过所述放大器电阻(R4，R5，R6)中的第二放大器电阻(R6)与所述调节装置(227)连接，其中，所述放大器电容(C1，C2)中的第一放大器电容(C1)的第一接口与所述输入接口(122)连接，其中，所述放大器电容(C1，C2)中的第一放大器电容(C1)的第二接口连接到所述pnp放大器晶体管(T2)的控制接口与所述放大器电阻(R4，R5，R6)中的第二放大器电阻(R6)之间，其中，所述放大器电阻(R4，R5，R6)中的第三放大器电阻(R5)的第一接口与所述npn放大器晶体管(T3，T4)中的第一npn放大器晶体管(T3)的控制接口连接，其中，所述放大器电阻(R4，R5，R6)中的第三放大器电阻(R5)的第二接口与所述输出接口(124)连接，其中，所述放大器电容(C1，C2)中的第二放大器电容(C2)的第一接口与所述npn放大器晶体管(T3，T4)中的第一npn放大器晶体管(T3)的控制接口连接，其中，所述放大器电容(C1，C2)中的第二放大器电容(C2)的第二接口与基准电势连接。
8.根据以上权利要求中任一项所述的过压保护电路(120)，具有调设装置(440)，用于在使用所述输入电压(Uin)的情况下调设所述调节信号，其中，所述调设装置(440)具有由一开关和第一调设电阻(R14)组成的串联电路，所述串联电路连接到所述控制装置(225)与基准电势之间，其中，该开关能够根据所述输入电压(Uin)切换。
9.根据权利要求8所述的过压保护电路(120)，其中，所述开关实施为第一npn调设晶体管(T6)，其中，所述调设装置(440)还具有第二npn调设晶体管(T5)、第二调设电阻(R10)、第三调设电阻(R11)、第四调设电阻(R12)和第五调设电阻(R13)，其中，所述第一npn调设晶体管(T6)的第一接口与所述第一调设电阻(R14)的第一接口连接，其中，所述第一调设电阻(R14)的第二接口与基准电势连接，其中，所述第一npn调设晶体管(T6)的第二接口与所述控制装置(225)连接，其中，所述第一npn调设晶体管(T6)的控制接口与所述第二npn调设晶体管(T5)的第二接口连接，其中，所述第二npn调设晶体管(T5)的第一接口与基准电势连接，其中，所述第二调设电阻(R10)和所述第三调设电阻(R11)彼此串联地连接到所述输入接口(122)与基准电势之间，其中，所述第二npn调设晶体管(T5)的控制接口与在所述第二调设电阻(R10)和所述第三调设电阻(R11)之间的调设节点(445)连接，其中，所述第四调设电阻(R12)的第一接口与所述调设节点(445)连接，其中，所述第四调设电阻(R12)的第二接口与所述第二npn调设晶体管(T5)的第二接口连接，其中，所述第五调设电阻(R13)的第一接口与所述第二npn调设晶体管(T5)的第二接口连接，其中，所述第五调设电阻(R13)的第二接口与所述输入接口(122)连接。
10.根据以上权利要求中任一项所述的过压保护电路(120)，具有限流电阻(R7)，其中，所述限流电阻(R7)的第一接口与所述输入接口(122)连接，其中，所述限流电阻(R7)的第二接口与所述调节装置(227)连接。
11.一种用于车辆(100)的控制设备(110)，其中，所述控制设备(110)具有以上权利要求中任一项所述的过压保护电路(120)以及电压供给接口(114)，其中，所述过压保护电路(120)的输出接口(124)与所述控制设备(110)的电压供给接口(114)连接。
12.根据权利要求11所述的控制设备(110)，具有用于测试所述过压保护电路(120)的功能性的测试装置(130)，其中，所述测试装置(130)构造成用于：在具有第一电压水平的测试电压(TST)施加于测试接口(126)期间检测输出电压(Uout)的第一值或者第一值变化曲线；在具有第二电压水平的测试电压(TST)施加于所述测试接口(126)期间检测所述输出电压(Uout)的第二值或者第二值变化曲线；并且在使用所述第一值或者所述第一值变化曲线以及所述第二值或者所述第二值变化曲线的情况下提供测试信号(132)。
13.一种用于测试车辆(100)的控制设备(110)的过压保护电路(120)的方法(500)，其中，所述过压保护电路(120)是根据权利要求1至10中任一项所述的过压保护电路(120)，其中，所述方法(500)具有以下步骤：
向所述过压保护电路(120)的测试接口(126)施加(510)具有第一电压水平的测试电压(TST)；
响应于所述具有第一电压水平的测试电压(TST)检测(520)第一输出电压(Uout)；
向所述过压保护电路(120)的测试接口(126)施加(530)具有第二电压水平的测试电压(TST)，其中，所述第二电压水平低于所述第一电压水平；
响应于所述具有第二电压水平的测试电压(TST)检测(540)第二输出电压(Uout)；
检验(550)所检测的所述第一输出电压(Uout)和所检测的所述第二输出电压(Uout)是否满足至少一个测试标准，以便产生测试结果。
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