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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung. Die Schutzschaltung erkennt eine unerwünschte Betriebsart der Halbbrücke durch die Überwachung eines Stromes eines ersten Schalters an einem Serienwiderstand eines zweiten Schalters.
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Halbbrücken werden dazu verwendet, Lasten zu einer oberen Versorgungsspannung oder zu einer unteren Versorgungsspannung zu schalten. Ein Anschluss der Last ist dabei mit einem dem ersten und dem zweiten Schalter gemeinsamen Knoten verschaltet. Halbbrücken werden beispielsweise zur Motorsteuerung, für Schaltnetzteile und für Lampenballastschaltungen verwendet.
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Zur Vermeidung elektromagnetischer Abstrahlungen und zur Verbesserung des Schaltverhaltens werden oft sogenannte Snubberanordnungen eingefügt. Das Umschalten der Halbbrücke von dem ersten Schalter zum zweiten Schalter und umgekehrt verursacht Wärmeentwicklung in den Schaltern, wenn kapazitive Lasten umgeladen werden. Derartige Schaltvorgänge verursachen in der Regel große Einschaltverluste in den beteiligten Schaltern. Die Schalter müssen deshalb so gestaltet werden, dass diese Einschaltverluste in den Schaltern in Wärme umgesetzt werden können, ohne die Schalter dabei zu zerstören.
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Schaltverluste können durch das sogenannte Nulldurchgangsschalten „Zero Voltage Switch“ (ZVS) verringert werden.
Die Schalter von Halbbrücken, die das Nulldurchgangschalten anwenden, können deshalb kleiner und damit kostengünstiger gestaltet sein, da diese Schalter geringere Schaltverluste umsetzen. Schaltet ein so ausgelegte Halbbrücke nicht im Nulldurchgang, ist dies eine unerwünschte Betriebsart der Halbbrücke, die erkannt werden muss, damit Maßnahmen eingeleitet werden können, die die Schalter der Halbbrücke vor thermischer Überlastung schützen.
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Insbesondere in Halbrückenschaltungen für Lampenvorschaltgeräte wird die Last der Halbbrückenschaltung üblicherweise so abgestimmt, dass sie einen induktiven Anteil enthält. Parallel zum Halbbrückenausgang kann ein Kondensator (Snubber) angeordnet werden. Zwischen den Einschaltdauern des ersten und des zweiten Schalters wird eine Totzeit eingefügt. Totzeit, Kondensator und induktiver Anteil des Laststromes sind üblicherweise so aufeinander abgestimmt, dass der Laststrom während der Totzeit ausreicht, den Kondensator umzuladen. Bei dem nachfolgenden Einschaltvorgang eines Schalters der Halbbrückenschaltung ist dessen Spannung bereits Null, so dass keine Einschaltverluste entstehen. Diese Betriebsart wird auch „Zero Voltage Switch“ (ZVS) genannt.
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Wenn der induktive Anteil des Laststromes nicht ausreicht, den Kondensator vollständig umzuladen, liegt ein Fehlverhalten der Last vor. In diesem Fall ist die Spannung am Schalter beim Einschalten nicht Null und die Restenergie des Kondensators wird beim Einschalten in Wärme umgewandelt.
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Ist die Wärmeableitung der Halbbrückenschalter nicht für einen kontinuierlichen Nicht-Nullspannungsschalt-Betrieb. ausgelegt, sollte eine Schaltung zur Erkennung dieses Betriebszustandes vorhanden sein um die Halbbrückeschaltung gegebenenfalls nach einer Verzögerungszeit abzuschalten. Die Verzögerungszeit kann im Bereich zwischen einigen Millisekunden und mehreren Sekunden liegen.
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Die
DE 10 2004 037 388 A1 beschreibt ein Verfahren zur Detektion eines Nicht-NullspannungsschaltBetriebs.
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Die
EP 1 155 492 B1 beschreibt einen Umwandler mit Schaltungselementen zum Zerhacken einer Gleichspannung, wobei sich die Einschaltphasen abwechseln und wobei während einer Totzeit, in der kein Schaltungselement eingeschaltet wird, Spannungen mit Schwellspannungen verglichen werden.
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Die
US 5 973 943 A beschreibt eine Schutzschaltung zum Schutz einer Nullspannung-Schaltanordnung einer Lampenballastschaltung.
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Die
US 6 331 755 B1 beschreibt eine Schaltung, welche einen Betrieb einer Lampenballastschaltung nahe oder unterhalb eines Resonanzbetriebes detektiert.
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Die
WO 01 / 45 241 A1 beschreibt einen Umwandler mit Schaltungselementen zum Zerhacken einer Gleichspannung, und einer Anordnung zum Erkennen einer kapazitiven oder induktiven Last.
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Durch ein Fehlverhalten der Last gibt es unerwünschte Betriebszustände, in denen der Laststrom während der Totzeit in umgekehrter Richtung fließt. Ein derartiges Fehlverhalten der Last tritt bei einer normalerweise im Nullspannungsschaltbetrieb arbeitenden Lampenballastschaltung beispielsweise ein, wenn eine daran angeschlossene Lampe im Betrieb aus der Fassung gezogen oder zerschlagen wird. In diesem Fall wird der Kondensator nicht umgeladen und der Laststrom fließt während der Totzeit über die Inversdiode des zuletzt abgeschalteten Schalters der Halbbrückenschaltung. Wenn anschließend der andere Schalter der Halbbrückenschaltung einschaltet, muss dieser Schalter nicht nur die volle noch in dem Kondensator gespeicherte Energie in Wärme umwandeln, sondern auch die in der Inversdiode des zuletzt abgeschalteten Schalters gespeicherte Ladung ausräumen. Während der Speicherzeit arbeitet der gerade einschaltende Schalter der Halbbrückenschaltung gegen einen Nahezu-Kurzschluss auf die volle Versorgungsspannung. Die dabei entstehende Verlustwärme übersteigt wesentlich die bei Nicht-Nullspannungsschaltbetrieb auftretende Wärme. Dieser Fehler muss von den anderen Fehlern unterschieden werden, da die Halbbrückenschaltung wesentlich schneller abgeschaltet werden muss. Dieser Fehler wird nachfolgend als harte Kommutierung der Halbbrückenschaltung bezeichnet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung bereitzustellen, die einen unerwünschten Betriebszustand der Halbbrückenschaltung anzeigt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schutzschaltung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte vorteilhafte Ausführungsformen.
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Die erfindungsgemäße Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung mit einem ersten Schalter, einem zweiten Schalter und einem Widerstand im Strompfad des zweiten Schalters, wobei der erste Schalter zu einem Einschaltzeitpunkt für eine Einschaltdauer eingeschaltet wird und wobei der zweite Schalter zu einem anderen Einschaltzeitpunkt für eine Einschaltdauer eingeschaltet wird, umfasst einen Detektor zum Erfassen einer Spannung am Widerstand und eine Auswerteschaltung, die derart ausgebildet ist, dass sie ein Ausgangssignal des Detektors innerhalb eines Zeitintervalls auswertet, das den Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters einschließt und die Einschaltdauer des zweiten Schalters ausschließt.
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Die erfindungsgemäße Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung mit einem ersten und einem zweiten Schalter und einem Widerstand im Strompfad des zweiten Schalters umfasst einen Detektor zum Vergleich einer Spannung über den Widerstand mit einer Schwellspannung und eine Auswerteschaltung, die derart ausgebildet ist, dass sie ein Ausgangssignal des Detektors innerhalb eines Zeitintervalls auswertet und ein Fehlersignal an einem ersten Ausgang bereitstellt, wenn die Spannung über dem Widerstand größer als die Schwellspannung ist.
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Der erste Schalter wird zu einem Einschaltzeitpunkt für eine Einschaltdauer eingeschaltet und der zweite Schalter wird zu einem anderen Einschaltzeitpunkt für eine Einschaltdauer eingeschaltet.
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Das Zeitintervall schließt den Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters ein und die Einschaltdauer des zweiten Schalters aus.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung mit einem ersten und einem zweiten Schalter und einem Widerstand im Strompfad des zweiten Schalters umfasst eine Referenzspannungsquelle zum Bereitstellen einer Referenzspannung, einen Komparator zum Vergleichen der Spannung über dem Widerstand mit der Referenzspannung und eine Auswerteschaltung, die derart ausgebildet ist, dass sie ein Ausgangssignal des Komparators während und nach dem Einschalten des ersten Schalters auswertet und ein Fehlersignal an einem ersten Ausgang bereitstellt, wenn die Spannung über dem Widerstand größer als die Referenzspannung ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung einer Lampenballastschaltung mit einem ersten und einem zweiten Schalter und einem Widerstand im Strompfad des zweiten Schalters umfasst eine Referenzspannungsquelle zum Bereitstellen einer Referenzspannung, einen Komparator zum Vergleichen der Spannung über dem Widerstand mit der Referenzspannung und eine Auswerteschaltung, die derart ausgebildet ist, dass sie ein Ausgangssignal des Komparators während und nach dem Einschalten des ersten Schalters auswertet und ein Fehlersignal an einem ersten Ausgang bereitstellt, wenn die Spannung über dem Widerstand größer als die Referenzspannung ist.
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Ein Vorteil der Schutzschaltung ist, dass in den meisten Fällen ohnehin ein Strommesspfad in Form eines Shuntwiderstandes und eine Verbindung an eine integrierte Steuerschaltung vorgesehen ist.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass ausschließlich der Verlauf des Stromes über den zweiten Schalter der Halbbrückenschaltung benutzt wird. Dadurch entstehen keine zusätzlichen Kosten.
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Ein hinreichendes Kriterium für eine harte Kommutierung ist ein hoher positiver Spannungsabfall an dem Widerstand zum Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters der Halbbrückenschaltung.
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Im Nullspannungsschaltbetrieb sollte der Strom durch den zweiten Schalter der Halbbrückenschaltung zu diesem Zeitpunkt Null sein. Selbst im Nicht-Nullspannungsschaltbetrieb entsteht durch den Spannungssprung am Halbbrückenschaltungsmittelpunkt, dem gemeinsamen Knoten des ersten und zweiten Schalters der Halbbrückenschaltung, bedingt durch die Sperrschichtkapazitäten des zweiten Schalters der Halbbrückenschaltung ein Spannungsimpuls an dem Widerstand, dessen Höhe in den meisten Fällen an der Nachweisbarkeitsgrenze liegt.
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Bei einer harten Kommutierung dagegen entstehen am Widerstand Spannungsimpulse, deren Höhe ein Vielfaches der im normalen Betrieb auftretenden Spannungen beträgt. Ursache ist die in einer Inversdiode des zweiten Schalters gespeicherte Ladung, die zu einer Sperrverzögerung der Inversdiode führt. Üblicherweise steigt der Stromfluss durch den ersten Schalter bei dessen Einschaltvorgang schneller an, als die Speicherladung abgebaut werden kann. Das Resultat ist zum Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters ein hoher kurz andauernder Stromfluss in Sperrrichtung durch die Inversdiode des zweiten Schalters und damit in einer Richtung durch den in Reihe mit dem zweiten Schalter liegenden Widerstand, die der Stromrichtung bei Wirklast an der Halbbrückenschaltung entspricht.
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Eine Schutzschaltung, die mit geringer Empfindlichkeit positive Stromimpulse im zweiten Schalter der Halbbrückenschaltung in der zeitlichen Nähe des Einschaltzeitpunktes des ersten Schalters der Halbbrückenschaltung überwacht, ermöglicht mit hoher Störsicherheit die Überwachung der harten Kommutierung.
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Die Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung mit einem ersten und einem zweiten Schalter und einem Widerstand im Strompfad des zweiten Schalters prüft, ob der Fehler einer harten Kommutierung vorliegt, indem die Schutzschaltung auf kurze hohe Stromimpulse durch den gerade abgeschalteten zweiten Schalter der Halbbrückenschaltung reagiert, die in zeitlicher Nähe des Einschaltzeitpunktes des ersten Schalters der Halbbrückenschaltung auftreten.
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In vielen Fällen ist davon auszugehen, dass bei einer harten Kommutierung des Laststromes vom ersten auf den zweiten Schalter auch eine harte Kommutierung des Laststromes von zweiten auf den ersten Schalter erfolgt und umgekehrt. Insbesondere bei Lampenvorschaltgeräten gilt dieser Zusammenhang aufgrund der Symmetrieeigenschaften der Last. Deshalb reicht es aus, nur die Kommutierung vom zweiten Schalter auf den ersten Schalter zu überwachen, die in der zeitlichen Nähe des Einschaltzeitpunktes des ersten Schalters statt findet.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung beginnt das Zeitintervall, wenn ein Steuersignal in einen Zustand wechselt, das ein Einschalten des ersten Schalters bewirkt. Bei dieser Ausgestaltung ist die Zeitdauer, die das Zeitintervall vor dem Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters beginnt, durch Signallaufzeiten bestimmt. Die Signallaufzeit ist die Zeitdauer zwischen einem Signal zum Einschalten des Schalters einer Steuervorrichtung und dem tatsächlichem Einschalten des Schalters.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung endet das Zeitintervall nach dem Ende der Einschaltdauer des ersten Schalters.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung endet das Zeitintervall nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Auswerteschaltung der Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung ist derart ausgebildet, dass sie das Ausgangssignal des Detektors innerhalb eines Zeitintervalls auswertet, das spätestens mit dem Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters beginnt und eine vorgegebene Zeitdauer nach den Einschaltzeitpunkt des ersten Schalters endet, und ein Fehlersignal an einem ersten Ausgang bereitstellt, wenn die Spannung über den Widerstand innerhalb des Zeitintervalls wenigstens einmal größer als die Schwellspannung ist.
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Diese Ausgestaltung prüft, ob der Fehler einer harten Kommutierung einer Halbbrückeschaltung vorliegt, indem die Schutzschaltung auf kurze hohe Stromimpulse durch den gerade abgeschalteten zweiten Schalter der Halbbrückenschaltung reagiert. Auf Störungen, die nicht in der zeitlichen Nähe des Einschaltzeitpunktes des ersten Schalters der Halbbrückenschaltung auftreten, reagiert diese Ausgestaltung nicht. Diese Ausgestaltung ist deshalb in besonderer Weise dazu geeignet, die Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischer Beeinflussung (EMV) zu erhöhen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Auswerteschaltung weist eine Speichervorrichung zum Speichern des Fehlersignals und einen zweiten Ausgang zur Ausgabe des gespeicherten Fehlersignals auf.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Auswerteschaltung der Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung weist eine Verzögerungsvorrichtung zum Verzögern des Fehlersignals und einen zweiten Ausgang zum Bereitstellen des verzögerten Fehlersignales auf. Indem beispielsweise erst auf einen zweiten Fehler in Folge reagiert wird, kann die Fähigkeit der Schutzschaltung, Störungen zu widerstehen, weiter erhöht werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Auswerteschaltung der Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung weist eine Zählvorrichtung zum Zählen der Einschaltvorgänge des ersten Schalters mit harter Kommutierung des zweiten Schalters auf und einen dritten Ausgang zum Breitstellen eines Signales, wenn die Zählvorrichtung einen vorgegebenen Zählwert überschreitet. Indem beispielsweise erst auf einige Fehler in Folge reagiert wird, kann die Fähigkeit der Schutzschaltung, Störungen zu widerstehen, weiter erhöht werden. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für Halbbrückenschaltungen, deren erster und zweiter Schalter periodisch abwechselnd für eine Einschaltdauer eingeschaltet werden und für Auswerteschaltungen mit periodisch wiederkehrendem Zeitintervall.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Auswerteschaltung der Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung weist eine Vorrichtung zum Ausschalten des ersten und des zweiten Schalters in Abhängigkeit von dem Fehlersignal oder von dem Zählerstand auf.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Auswerteschaltung der Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung weist einen Einschaltsignaleingang auf, der dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal zum Einschalten des ersten Schalters zu empfangen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Schutzschaltung weist eine Vorrichtung zum Ausschalten des ersten und des zweiten Schalters in Abhängigkeit von dem Fehlersignal, dem gespeichertem Zählersignal oder dem gezähltem Fehlersignal auf.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung zeigt,
- 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung am Beispiel einer Lampenballastanordnung zeigt und
- 3 Signalverläufe zeigt.
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Die 1 zeigt eine Halbbrückenschaltung 200 mit getrennten Ansteuersignalen 211, 212 für den ersten und den zweiten Schalter der Halbbrückenschaltung. Das Ansteuersignal 211 für den ersten Schalter der Halbbrückenschaltung wird über einen Pegelwandler 215 geleitet. Ein Detektor 105 überwacht den Spannungsabfall an einem in Reihe mit dem zweiten Schalter 220 der Halbbrückenanordnung liegenden Widerstand 230 auf Überschreitung einer Schwellspannung. Der Detektor kann beispielsweise als Inverter ausgebildet sein. Die Schwellspannung ist dann beispielsweise die Umschaltspannung des Inverters. Das Ausgangssignal des Detektors 105 wird einem ersten Eingang 136 der Auswerteschaltung 130 zugeführt.
Das Ansteuersignal 211 des ersten Schalters der Halbbrückenschaltung kann einem zweiten Eingang 137 der Auswerteschaltung zugeführt werden. Dem zweiten Eingang können auch andere Signale zugeführt werden, die in einem Zusammenhang mit dem Einschalten des ersten Schalters stehen. Aus einer Schaltung, die die Ansteuersignale für die beiden Schalter bereitstellt, können Signale bereitgestellt werden die zum Beispiel den Einschaltpunkt des ersten Schalters mit einer vorgegebenen Vorlaufzeit oder einer vorgegebenen Verzögerungszeit anzeigen.
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Die Auswerteschaltung 130 prüft, ob der Fehler einer harten Kommutierung der Halbbrückenschaltung vorliegt, indem sie das Signal des Detektors 105 innerhalb eines Zeitintervalls auswertet, das von einem an dem zweiten Eingang 137 anliegenden Signal abhängt.
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Das Zeitintervall umfasst den Einschaltpunkt des ersten Schalters und schließt die Einschaltdauer des zweiten Schalters aus. Innerhalb der Auswerteschaltung kann dieses Zeitintervall weiter eingeschränkt werden. Bei einer möglichen Ausführung wird der Eingang für das Ansteuersignal des ersten Schalters 211 mit dem zweiten Eingang 137 der Auswerteschaltung 130 gekoppelt. Die steigende Flanke des Signals am zweiten Eingang 137 der Auswerteschaltung 130 kann den Einschaltpunkt anzeigen und die Zeitdauer des Signals am zweiten Eingang 137 der Auswerteschaltung 130 eine Zeitdauer anzeigen, während der der zweite Schalter ausgeschaltet ist. Die Auswerteschaltung 130 kann derart ausgebildet sein, dass sie das Signal 136 des Detektors 105 nur während eines Zeitintervalls auswertet, das nach einem Zustandswechsel des Ansteuersignals 211 beginnt, das ein Einschalten des ersten Schalters bewirkt und eine vorgegebene Zeit danach endet. Auf Störungen anderer Störquellen, die nicht in der zeitlichen Nähe des Einschaltzeitpunktes des ersten Schalters der Halbbrückenschaltung auftreten, reagiert diese Ausgestaltung nicht. Diese Ausgestaltung ist deshalb in besonderer Weise dazu geeignet die Robustheit gegenüber elektromagnetischer Beeinflussung (EMV) zu erhöhen.
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Die Auswerteschaltung 130 kann derart ausgebildet sein, dass eine Speichervorrichtung zum Speichern des Fehlersignals aufweist. Das gespeicherte Fehlersignal kann an einen ersten Ausgang 138 herausgeführt sein.
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Die Auswerteschaltung 130 kann derart ausgebildet sein, dass sie eine Zählvorrichtung zum Zählen harter Kommutiervorgänge aufweist. Die Auswerteschaltung kann beispielsweise an einem zweiten Ausgang 139 ein Signal ausgeben, wenn die Zählvorrichtung einen vorgegebenen Wert überschritten hat. Indem beispielsweise erst auf einige Fehler in Folge reagiert wird, kann die Fähigkeit der Schutzschaltung Störungen zu widerstehen weiter erhöht werden.
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Die 2 zeigt eine Halbbrückenschaltung 200 mit getrennten Ansteuersignalen 211, 212 für den ersten und den zweiten Schalter der Halbbrückenschaltung. Die Halbbrückenschaltung 200 steuert eine Lampenanordnung 400 mit einer Lampe an.
Das Ansteuersignal 211 für den ersten Schalter der Halbbrückenschaltung wird über einen Pegelwandler 215 geleitet. Der Detektor 105 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Komparator 120 mit einer Referenzspannungsquelle 110 ausgebildet. Der Komparator 120 überwacht den Spannungsabfall an einem in Reihe mit dem zweiten Schalter 220 der Halbbrückenanordnung liegenden Widerstand 230 auf Überschreitung einer Referenzspannung 110. Das Ausgangssignal des Komparators 120 wird mit dem Ansteuersignal 211 des ersten Schalters 210 der Halbbrückenschaltung mittels eines Gatters 131 logisch verknüpft und dem Setzeingang eines ersten Flipflops 132 zugeführt.
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Zu Beginn jeder Einschaltdauer des ersten Schalters 210 der Halbbrückenschaltung wird das erste Flipflop 132 flankengesteuert zurückgesetzt. Bei harter Kommutierung schaltet kurz danach der Komparator 120 und setzt das erste Flipflop 132 wieder. Ohne harte Kommutierung bleibt das erste Flipflop zurückgesetzt.
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Ein zweites Flipflop 133 übernimmt flankengesteuert den Zustand des ersten Flip-Flops nach einer kurzen Zeitverzögerung. Dies hat den Vorteil, dass der Ausgang des zweiten Flip-Flop 133 bei andauernder harter Kommutierung kontinuierlich den Fehler anzeigt, während der Ausgang des ersten Flipflops 132 den Fehler nur mit kurzen Unterbrechungen anzeigt. Weiterhin wird die Auswertung des Ausgangssignals des Komparators auf ein kurzes Zeitintervall nach dem Einschalten des ersten Schalters der Halbbrückenschaltung beschränkt. Außerhalb des Zeitintervalls auftretende Spannungsspitzen am Widerstand 230 bleiben unberücksichtigt. Sie sind in Falle ihres Auftretens nicht einer harten Kommutierung zuzuordnen, sondern können durch EMV-Störungen verursacht worden sein.
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3 zeigt mehrere Signalverläufe.
Die erste Kurve 710 zeigt ein beispielhaftes Ansteuersignal für den ersten Schalter, welches am Eingang 211 bereitgestellt werden kann.
Die zweite Kurve 720 zeigt ein beispielhaftes Ansteuersignal für den zweiten Schalter, welches am Eingang 212 bereitgestellt werden kann.
Die dritte Kurve 730 zeigt ein beispielhaftes Gatesignal wenn der erste Schalter als N-Kanal-MOS-Transistor ausgebildet ist.
Die vierte Kurve 740 zeigt ein beispielhaftes Gatesignal wenn der zweite Schalter als N-Kanal-MOS-Transistor ausgebildet ist.
Die fünfte Kurve 750 zeigt ein Zeitintervall 840 welches für die Auswerteschaltung geeignet ist.
Die sechste Kurve 760 zeigt ein weiteres Zeitintervall 830 welches für die Auswerteschaltung ebenfalls geeignet ist.
Die siebten Kurve 770 zeigt beispielhafte Spannungsverläufe am Widerstand 230.
In der siebten Kurve 770 sind beispielhafte Spannungsverläufe am Widerstand 230 dargestellt. Ist der zweite Schalter eingeschaltet, so zeigt sich im normalen Betriebszustand der Halbbrückenschalten ein leicht verrundet ansteigender Verlauf 920. Der Strom durch den zweiten Schalter ist zuerst negativ und wird während der Einschaltdauer positiv.
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Ein möglicher unerwünschter Betriebszustand ist im Verlauf 930 gezeigt. Hier ist beispielsweise der Strom des zweiten Schalters am Ende von dessen Einschaltdauer nicht positiv, was auf eine fehlerhafte Last hindeutet.
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Der Verlauf 910 zeigt eine Spannungsspitze, wie sie am Widerstand 230 die im Falle einer harten Kommutierung auftritt. Diese hohe Spannungsspitze tritt während des Einschaltvorganges des ersten Schalters auf. Der Zeitpunkt 820, zu dem die Spannungsspitze 910 auftritt, ist in der fünften Kurve 750 markiert und liegt innerhalb des Auswerteintervalls 840.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Schutzschaltung zum Schutz einer Halbbrückenschaltung
- 105
- Detektor
- 110
- Referenzspannungsquelle
- 120
- Komparator
- 130
- Auswerteschaltung
- 131
- Ein UND-Gatter
- 132
- ein erstes Flipflop
- 133
- ein zweites Flipflop
- 134
- Eine Signalverzögerungsanordnung
- 136
- erster Eingang der Auswerteschaltung
- 137
- zweiter Eingang der Auswerteschaltung
- 138
- erster Ausgang der Auswerteschaltung
- 139
- zweiter Ausgang der Auswerteschaltung
- 200
- Halbbrückenschaltung mit einem ersten und einem zweiten Schalter und einem Widerstand
- 210
- erster Schalter
- 211
- Eingang für das Ansteuersignal des ersten Schalters
- 212
- Eingang für das Ansteuersignal des zweiten Schalters
- 220
- zweiter Schalter
- 230
- Widerstand
- 215
- Pegelwandler
- 400
- Lampenanordnung mit einer Lampe
- 710
- Ansteuersignal des ersten Schalters
- 720
- Ansteuersignal des zweiten Schalters
- 730
- Gatesignal des ersten Schalters
- 740
- Gatesignal des zweiten Schalters
- 750
- Zeitintervalle
- 760
- ein weiteres Zeitintervall
- 770
- Spannungsveräufe am Widerstand
- 810
- Einschaltdauer des zweiten Schalters
- 820
- Zeitpunkt der harten Kommutierung
- 830
- Zeitintervall
- 840
- Zeitintervall
- 910
- Spannungsimpuls bei harter Kommutierung
- 920
- normaler Spannungsverlauf
- 930
- unerwünschter Spannungsverlauf
