DE102016104635A1 - Verifikation von Gate-Treiber-Schutzlogik - Google Patents

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Marco Bachhuber
Laurent Beaurenaut
Marcus Nübling
Tommasso Bacigalupo
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Abstract

Es wird ein Gate-Treiber beschrieben, der ein Gate-Signalmodul enthält, das dazu ausgebildet ist, ein Gate-Signal des Gate-Treibers auszugeben, um einen Gate-Anschluss eines Halbleiterbauelements anzusteuern. Der Gate-Treiber enthält weiterhin ein Testmodul, das dazu ausgebildet ist, einen simulierten Störungszustand an einem Halbleiterbauelement während eines Tests eines Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers zu generieren. Der Gate-Treiber enthält weiterhin ein Überwachungsmodul, das dazu ausgebildet ist, eine Meldung des simulierten Störungszustands als Reaktion auf das Detektieren des simulierten Störungszustands am Halbleiterbauelement auszugeben.

Description

  • Einige Systeme sind auf Halbleitermodule angewiesen, die aus einem oder mehreren Bipolartransistorbauelementen mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor(MOSFET)-Bauelementen oder anderen Arten von Bauelementen auf Transistorbasis zusammengesetzt sind. Einige Systeme werden die Bauelemente-Gate(s) eines Halbleitermoduls unter Verwendung einer spezialisierten Gate-Treiber-IC (integrierten Schaltung) ansteuern, die Fehlerzustandsüberwachungs- und/oder Schutzmerkmale enthält, um zu verhindern, dass das Modul während eines Fehlerzustands beschädigt wird (z. B. unbeabsichtigter Kurzschluss, ein Übertemperaturzustand, ein Überspannungszustand, ein Überstromzustand oder andere Fehlerzustände).
  • Zum Beispiel enthält ein Hochleistungs-Kraftfahrzeug-Antriebsstrang typischerweise eines oder mehrere Halbleitermodule, die als Leistungsschalter fungieren, um den Fluss von elektrischer Leistung zu und aus einem Motor zu steuern. Die Gate-Treiber der Halbleitermodule des Antriebsstrangs können Entsättigungsschutzmerkmale, Überstromschutzmerkmale oder andere Arten fehlerüberwachender Merkmale, die dauernd aktiv bleiben, enthalten. Falls die Überwachungsmerkmale einen Fehlerzustand identifizieren, kann eine Motorsteuerung eine Maßnahme ergreifen (z. B. einen Schalter öffnen oder schließen), um zu verhindern, dass der Fehlerzustand das Halbleitermodul beschädigt.
  • Um die Einhaltung von Sicherheitsanforderungen (z. B. nach der ISO-Norm 26262) sicherzustellen, können einige Systeme gelegentlich (z. B. beim Starten eines Kraftfahrzeugs) absichtlich tatsächliche Störungen auf Systemebene in das System einbringen. Das Einbringen von tatsächlichen Störungen auf Systemebene stellt für einige Systeme einen Weg bereit, die Funktionalität der Fehlerüberwachungs- und -schutzmerkmale für den Fall, dass ungewollte Störungen auftreten, auszuüben und zu verifizieren. Einige Systeme enthalten zum Beispiel zusätzliche Hardware (z. B. auf Platinenebene), die auf das Risiko hin, das System zu beschädigen, Ströme im nicht zulässigen Bereich in das System injiziert, um gelegentlich die Überstromüberwachungs- und -schutzmerkmale zu triggern. Zusätzliche Hardware wie diese kann die Größe, die Kosten und/oder die Komplexität eines Systems vergrößern und auch Beschädigung des Systems in dem Fall riskieren, dass die Schutzmerkmale ausfallen.
  • Im Allgemeinen werden Schaltungen und Techniken beschrieben, um einen Gate-Treiber zu befähigen, die Leistungsfähigkeit interner Fehlerüberwachungsmerkmale zu testen, ohne dass auf Systemebene Anregung durch einen externen, Fehler triggernden Schaltkreis erforderlich ist. Ein beispielhafter Gate-Treiber enthält ein Fehlerüberwachungsmodul (z. B. ein Überstromüberwachungsmodul, ein Entsättigungsüberwachungsmodul oder ein anderes Modul oder Merkmal, das Fehlerüberwachung bereitstellt). Statt auf Spezial-Hardware zum Einbringen von tatsächlichen Störzuständen in das System angewiesen zu sein, enthält der beispielhafte Gate-Treiber ein Testmodul, das dazu ausgebildet ist, Störzustände zu simulieren, die, falls sie vom Fehlerüberwachungsmodul detektiert werden, die Funktionalität des Fehlerüberwachungsmoduls verifizieren können. Auf diese Weise kann ein System verifizieren, dass ein Fehlerüberwachungsmodul eines Gate-Treibers arbeitet, ohne auf Spezial-Hardware zum Einbringen von tatsächlichen Störzuständen in das System angewiesen zu sein und ohne Beschädigung des Systems zu riskieren, falls die Fehlerüberwachungs- und -schutzmerkmale ausfallen.
  • In einem Beispiel richtet sich die Offenbarung auf einen Gate-Treiber, der Folgendes enthält: ein Gate-Signalmodul, das dazu ausgebildet ist, ein Gate-Signal des Gate-Treibers auszugeben, um einen Gate-Anschluss eines Halbleiterbauelements anzusteuern, ein Testmodul, das dazu ausgebildet ist, einen simulierten Störungszustand an einem Halbleiterbauelement während eines Tests eines Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers zu generieren, und ein Überwachungsmodul, das dazu ausgebildet ist, eine Meldung des simulierten Störungszustands als Reaktion auf das Detektieren des simulierten Störungszustands am Halbleiterbauelement auszugeben.
  • In einem anderen Beispiel richtet sich die Offenbarung auf ein Verfahren zum Testen eines Überwachungs- und Schutzmerkmals eines Gate-Treibers. Das Verfahren umfasst das Auslösen eines Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers durch ein Steuermodul, während der der Gate-Treiber einen mit einem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Störungszustand simuliert, und als Reaktion auf das Empfangen einer Meldung eines Fehlers, die vom Gate-Treiber als Reaktion auf den simulierten Störungszustand ausgegeben wird, das Messen durch das Steuermodul einer Zeitspanne für den Gate-Treiber, die Meldung des Fehlers nach dem Auslösen des Tests auszugeben. Das Verfahren kann weiterhin das Vergleichen durch das Steuermodul der gemessenen Zeitspanne mit einem erwarteten Zeitschwellenwert beinhalten; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die gemessene Zeitspanne nicht den erwarteten Zeitschwellenwert erfüllt, das Bestimmen, dass eine Störung des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers aufgetreten ist.
  • In einem anderen Beispiel richtet sich die Offenbarung auf ein computerlesbares Speichermedium, das Anweisungen umfasst, die, wenn sie ausgeführt werden, wenigstens einen Prozessor eines Steuermoduls dazu konfigurieren, ein Überwachungs- und Schutzmerkmal eines Gate-Treibers zu testen, indem wenigstens ein Test des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers ausgelöst wird, während derer der Gate-Treiber einen mit einem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Störungszustand simuliert, und als Reaktion auf das Empfangen einer Meldung eines Fehlers, die vom Gate-Treiber als Reaktion auf den simulierten Störungszustand ausgegeben wird, eine Zeitspanne für den Gate-Treiber, die Meldung des Fehlers nach dem Auslösen des Tests auszugeben, zu messen. Die Anweisungen konfigurieren weiterhin, wenn sie ausgeführt werden, den wenigstens einen Prozessor des Steuermoduls, das Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers wenigstens durch Vergleichen der gemessenen Zeitspanne mit einem erwarteten Zeitschwellenwert zu testen, und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die gemessene Zeitspanne nicht den erwarteten Zeitschwellenwert erfüllt, das Bestimmen, dass eine Störung des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers aufgetreten ist.
  • Die Details einer oder mehrerer Beispiele werden in den zugehörigen Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ergeben.
  • 1 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein System veranschaulicht, das einen beispielhaften Gate-Treiber enthält, der dazu ausgebildet ist, die interne Schutzlogik des Gate-Treibers gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu testen.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Operationen eines beispielhaften Steuermoduls zum Testen der internen Überwachungs- und Schutzlogik eines beispielhaften Gate-Treibers gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • 3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das einen beispielhaften Gate-Treiber veranschaulicht, der dazu ausgebildet ist, die Entsättigungsüberwachungs- und -schutzlogik eines beispielhaften Gate-Treibers gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu testen.
  • 4 ist ein Schwingungsverlaufsdiagramm, das beispielhafte zeitliche und elektrische Kenngrößen des beispielhaften Gate-Treibers aus 3 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, während ein beispielhaftes Steuermodul die Entsättigungsüberwachungs- und -schutzlogik eines beispielhaften Gate-Treibers testet.
  • 5 ist ein konzeptionelles Diagramm, das einen beispielhaften Gate-Treiber veranschaulicht, der dazu ausgebildet ist, die Überstromüberwachungs- und -schutzlogik eines beispielhaften Gate-Treibers gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu testen.
  • 6 ist ein Schwingungsverlaufsdiagramm, das beispielhafte zeitliche und elektrische Kenngrößen des beispielhaften Gate-Treibers aus 5 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, während ein beispielhaftes Steuermodul die Überstromüberwachungs- und -schutzlogik eines beispielhaften Gate-Treibers testet.
  • 1 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein System 1 veranschaulicht, das den Gate-Treiber 4 enthält, der dazu ausgebildet ist, die interne Schutzlogik des Treibers 4 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu testen. Zusätzlich zum Treiber 4 enthält das System 1 das Steuermodul 12 und das Bauelement 14.
  • System 1 stellt irgendein beispielhaftes System dar, das eines oder mehrere Halbleitermodule oder „-bauelemente“ enthält, die von Gate-Treibern angesteuert werden, die Überwachungs- und/oder Schutzmerkmale enthalten, um zu verhindern, dass die Halbleitermodule während eines Fehlerzustands (z. B. unbeabsichtigter Kurzschluss, ein Übertemperaturzustand, ein Überspannungszustand, ein Überstromzustand oder andere Fehlerzustände) beschädigt werden. Zum Beispiel kann das System 1 ein Kraftfahrzeugsystem (z. B. ein Beleuchtungssystem, ein Antriebsstrangsystem oder ein anderes Kraftfahrzeugsystem), ein elektrisches Leistungs- und Verteilungssystem, ein Computersystem, ein Leistungsumwandlungssystem oder irgendein anderes System sein, das eine oder mehrere Halbleiterkomponenten, die durch Störzustände gefährdet sind, und Treiber, die dazu ausgebildet sind, die Halbleiterkomponenten vor den Fehlerzuständen zu schützen, enthält.
  • Das Bauelement 14 ist ein Halbleitermodul, das von einem Gate-Treiber angesteuert wird, wie zum Beispiel dem Treiber 4. Das Bauelement 14 kann eines oder mehrere Bipolartransistorbauelemente mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor(MOSFET)-Bauelemente oder andere Arten von Bauelementen auf Transistorbasis aufweisen, die Gates aufweisen, die dazu ausgebildet sind, ein Gate-Signal von einem Treiber zu empfangen. In einigen Beispielen ist das Bauelement 14 ein Leistungsschalter und dazu ausgebildet, einen Strom durch einen vorwärts leitenden Kanal zu leiten, wenn das Bauelement 14 auf „ein“ angesteuert ist. Das Bauelement 14 kann dazu ausgebildet sein, es zu unterlassen, durch den vorwärts leitenden Kanal zu leiten, wenn das Bauelement 14 auf „aus“ angesteuert wird.
  • Das Bauelement 14 kann ein Gate-Signal über die Verknüpfung 18 empfangen, das einen Gate-Anschluss eines oder mehrerer Bauelemente auf Transistorbasis des Bauelements 14 ansteuert. Das Bauelement 14 kann Rückkopplungsinformationen über die Verknüpfung 20 ausgeben, die der Treiber 4 und/oder das Steuermodul 12 verwenden können, um zu bestimmen, ob das Bauelement 14 korrekt funktioniert. Zum Beispiel kann das Bauelement 14 über die Verknüpfung 20 als Reaktion auf das Empfangen eines Gate-Signals über die Verknüpfung 18 einen Spannungspegel oder einen Strompegel ausgeben. Der Treiber 4 und/oder das Steuermodul 12 können den Spannungspegel oder den Strompegel auf der Verknüpfung 20 mit einem erwarteten Spannungs- oder Strompegel (z. B. einem Schwellenwert) vergleichen, um zu bestimmen, ob die Einrichtung 14 korrekt funktioniert und/oder ob ein Störungszustand am Bauelement 14 vorliegt. In einigen Beispielen, wie in 1 gezeigt wird, ist das Bauelement 14 elektrisch mit dem Treiber 4 an einem Masse- oder gemeinsamen Abschluss gekoppelt.
  • Das Steuermodul 12 tauscht Befehls- und Steuersignale mit dem Treiber 4 aus, um zu bewirken, dass das Bauelement 14 eine Operation durchführt. Zum Beispiel kann das Steuermodul 12 ein Gate-Steuersignal über die Verknüpfung 16B ausgeben, das wiederum bewirkt, dass der Treiber 4 ein Gate-Signal an der Verknüpfung 18 ausgibt (z. B. um das Bauelement 14 nach „ein“ oder „aus“ anzusteuern). Das Steuermodul 12 kann ein Fehlerrückkopplungssignal über die Verknüpfung 16A als Reaktion darauf empfangen, dass die Überwachungs- und Schutzmerkmale des Treibers 4 die Detektion eines mit dem Treiber 4 und/oder dem Bauelement 14 zusammenhängenden Störungszustands melden. In einigen Beispielen kann das Steuermodul 12 ein Gate-Steuersignal über die Verknüpfung 16B ausgeben, das dem Treiber 4 signalisiert, das Bauelement 14 von „ausgeschaltet“ (und z. B. nicht durch einen leitenden Kanal leitend) nach „eingeschaltet“ (und z. B. vorwärts leitend) oder umgekehrt zu schalten.
  • Das Steuermodul 12 kann irgendeine geeignete Anordnung von Hardware, Software, Firmware oder irgendeine Kombination daraus umfassen, um die dem Steuermodul 12 hier zugeschriebenen Techniken durchzuführen. Zum Beispiel kann das Steuermodul 12 irgendeinen oder mehrere Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) oder irgendwelche anderen gleichwertigen integrierten oder diskreten logischen Schaltkreise ebenso wie irgendwelche Kombinationen solcher Komponenten enthalten. Wenn das Steuermodul 12 Software oder Firmware enthält, enthält das Steuermodul 12 weiterhin alle nötige Hardware zum Speichern und Ausführen der Software oder Firmware, wie zum Beispiel einen oder mehrere Prozessoren oder Verarbeitungseinheiten.
  • Im Allgemeinen kann eine Verarbeitungseinheit einen oder mehrere Mikroprozessoren, DSPs, ASICs, FPGAs oder irgendwelche anderen gleichwertigen, integrierten oder diskreten logischen Schaltkreise ebenso wie irgendwelche Kombinationen solcher Komponenten enthalten. Obwohl dies in 1 nicht gezeigt wird, kann das Steuermodul 12 einen Speicher enthalten, der dazu ausgebildet ist, Daten zu speichern. Zum Speicher können irgendwelche flüchtigen oder nichtflüchtigen Medien zählen, wie zum Beispiel Direktzugriffspeicher (RAM), Nur-Lese-Speicher (ROM), nichtflüchtiges RAM (NVRAM), elektrisch löschbarer PROM (EEPROM), Flash-Speicher und Ähnliches. In einigen Beispielen kann der Speicher außerhalb des Steuermoduls 12 liegen, z. B. kann er außerhalb eines Packages liegen, in dem das Steuermodul 12 untergebracht ist.
  • In einigen Beispielen kann das Steuermodul 12 über die Verknüpfung 16C ein Testsignal an den Treiber 4 ausgeben, das den Treiber 4 dazu triggert, die Überwachungs- und Schutzmerkmale des Treibers 4 zu testen. Um zum Beispiel zu verifizieren, dass der Treiber 4 den Treiber 4 und/oder das Bauelement 14 geeignet auf potentielle Störzustände des Systems 1 überwacht und alle Fehlerzustände korrekt zurück an das System 1 meldet, kann das Steuermodul 12 ein Testsignal über die Verknüpfung 16C ausgeben, das dem Treiber 4 signalisiert, einen Verifikationstest der Überwachungs- und Schutzmerkmale des Treibers 4 durchzuführen. Als Reaktion auf das Testsignal kann das Steuermodul 12 eines oder mehrere Rückkopplungssignale vom Treiber 4 über die Verknüpfung 16A empfangen, die melden, ob das Überwachungsmodul 8 als Reaktion auf den Test einen Störungszustand detektiert hat.
  • Der Treiber 4 ist ein beispielhafter Treiber, der dazu ausgebildet ist, die Leistungsfähigkeit der internen Fehlerüberwachungsmerkmale zu testen, ohne dass elektrische Anregung auf Systemebene erforderlich ist. Der Treiber 4 enthält das Gate-Signalmodul 6, den Ausgangspuffer 7, das Überwachungsmodul 8 und das Testmodul 10. Das Gate-Signalmodul 6 enthält den Ausblendzähler 9. Der Treiber 4 kann zusätzliche oder weniger Module und Komponenten als die in 1 gezeigten enthalten. In einigen Beispielen sind der Treiber 4 und das Bauelement 14 eine einzige Einheit. In anderen Beispielen, wie in 1 gezeigt wird, sind der Treiber 4 und das Bauelement 14 separate, unterschiedliche Module, die durch die Verknüpfungen 18, 20 und einen gemeinsamen GND verknüpft sind.
  • Die Module 6–10 können irgendeine geeignete Anordnung von Hardware, Software, Firmware oder irgendeine Kombination daraus umfassen, um die den Modulen 6–10 hier zugeschriebenen Techniken durchzuführen. Zum Beispiel können die Module 6–10 irgendeinen oder mehrere Mikroprozessoren, DSPs, ASICs, FPGAs oder irgendwelche anderen gleichwertigen, integrierten oder diskreten logischen Schaltkreise ebenso wie irgendwelche Kombinationen solcher Komponenten enthalten. Wenn die Module 6–10 Software oder Firmware enthalten, enthalten die Module 6–10 weiterhin alle nötige Hardware zum Speichern und Ausführen der Software oder Firmware, wie zum Beispiel einen oder mehrere Prozessoren oder Verarbeitungseinheiten.
  • Wie es bei einer Verarbeitungseinheit des Steuermoduls 12 der Fall ist, kann eine Verarbeitungseinheit irgendeines der Module 6–10 einen oder mehrere Mikroprozessoren, DSPs, ASICs, FPGAs oder irgendwelche anderen gleichwertigen, integrierten oder diskreten logischen Schaltkreise ebenso wie irgendwelche Kombinationen solcher Komponenten enthalten. Obwohl dies in 1 nicht gezeigt wird, können die Module 6–10 einen Speicher enthalten, der dazu ausgebildet ist, Daten zu speichern. Zum Speicher können irgendwelche flüchtigen oder nichtflüchtigen Medien zählen, wie zum Beispiel RAM, ROM, NVRAM, EEPROM, Flash-Speicher und Ähnliches. In einigen Beispielen kann der Speicher außerhalb der Module 6–10 und/oder des Treibers 4 liegen, z. B. kann er außerhalb eines Packages liegen, in dem die Module 6–10 und/oder der Treiber 4 untergebracht sind.
  • Das Gate-Signalmodul 6 (einfach als GSM 6 bezeichnet) ist dazu ausgebildet, zu bewirken, dass der Treiber 4 ein Gate-Signal über den Ausgangspuffer 7 und die Verknüpfung 18 an das Bauelement 14 ausgibt, das auf den vom Steuermodul 12 empfangenen Informationen basiert. Zum Beispiel kann das GSM 6 ein Gate-Steuersignal vom Steuermodul 12 empfangen und bewirken, dass der Treiber 4 ein entsprechendes Gate-Signal an die Verknüpfung 18 ausgibt.
  • Das Gate-Signalmodul 6 kann auch dazu ausgebildet sein, Fehlerinformationen an das Steuermodul 12 über die Verknüpfung 16A weiterzugeben, die melden, ob die Überwachungsmerkmale des Treibers 4 irgendwelche, mit dem Treiber 4, dem Bauelement 14 und/oder dem System 1 zusammenhängenden potentiellen Störzustände detektiert haben. Zum Beispiel kann das GSM 6 Informationen vom Überwachungsmodul 8 empfangen, wenn das Überwachungsmodul 8 einen Überstromzustand, einen Entsättigungszustand oder irgendeinen anderen Störungszustand an der Verknüpfung 20 detektiert. Das GSM 6 kann dem Steuermodul 12 ein Fehlersignal als Reaktion darauf bereitstellen, dass das Überwachungsmodul 8 den Störungszustand detektiert. Auf Basis des vom Treiber 4 empfangenen Fehlersignals kann das Steuermodul 12 eine Maßnahme ergreifen, um zu verhindern, dass der Störungszustand das Bauelement 14 und/oder den Treiber 4 beschädigt. Statt das Fehlersignal an das Steuermodul 12 auszugeben, kann der Treiber 4 selbst in einigen Beispielen auf den Störungszustand reagieren. Zum Beispiel kann das Gate-Signalmodul 6 den Treiber 4 so konfigurieren, dass er in einem „sicheren Zustand“ oder „sicheren Modus“ arbeitet, um das Bauelement 14 vor Beschädigung wegen des Störungszustands zu schützen.
  • Wie nachstehend in Bezug auf die zusätzlichen Figuren beschrieben wird, kann in einigen Beispielen, wenn das Testmodul 10 deaktiviert ist, das Gate-Signal, das vom GSM 6 ausgegeben wird, dem Signalpfad 5B folgen, der vom GSM 6 über die Verknüpfung 17 direkt zum Puffer 7 und nach außen über die Verknüpfung 18 zum Bauelement 14 läuft. Allerdings kann in anderen Beispielen, wenn das Testmodul 10 aktiviert ist, das vom GSM 6 ausgegebene Gate-Signal dem Pfad 5A folgen und aus dem GSM-Modul 6 und durch das Testmodul 10 laufen, bevor es weiter zum Puffer 7 und hinaus zum Bauelement 14 über die Verknüpfung 18 läuft.
  • Zusätzlich zum Ausgeben eines Gate-Signals über die Verknüpfung 17 enthält das GSM-Modul 6 den Ausblendzähler 9. Obwohl sie in dieser Offenbarung durchweg als „Zähler“ beschrieben werden, können der Ausblendzähler 9 und die anderen hier beschriebenen Zähler „klassische“ digitale Zähler sein, oder sie können andere gleichwertige analoge Verzögerungsleitungen sein (z. B. ausgelegt mit einigen externen ohmschen / kapazitiven Elementen). Der Zweck des Ausblendzählers 9 ist es, dem Überwachungsmodul 8 eine ausreichende Zeitspanne (d. h. einen Ausblendzeitraum) zum Bestimmen bereitzustellen, ob das Bauelement 14 einen Störungszustand erfährt, bevor das GSM-Modul 6 die vom Überwachungsmodul 8 empfangenen Informationen auf irgendwelche detektierten Störungen analysiert. Mit anderen Worten: Der Ausblendzähler 9 verhindert, dass Fehler vom GSM-Modul 6 während einer Übergangsphase des Gate-Steuersignals an der Verknüpfung 16B fälschlicherweise empfangen werden, wenn das Überwachungsmodul 8 nicht notwendigerweise genau Störzustände detektieren kann.
  • In einigen Beispielen kann der Ausblendzähler 9 rücksetzen (z. B. seinen anfänglichen Zählwert wiedereinspielen und das Zählen starten), nachdem das Gate-Steuersignal vom Steuermodul 12 von „aus“ nach „ein“ oder umgekehrt übergeht. Wenn der Ausblendzähler abläuft (z. B. herunter auf null zählt oder bis hinauf zu einem maximalen Zählwert zählt), kann das GSM-Modul 6 die vom Überwachungsmodul 8 empfangenen Informationen analysieren und nach außen über die Verknüpfung 16A melden, ob der Treiber 4 irgendwelche Störzustände detektiert. Bevor allerdings der Ausblendzähler abläuft, kann das GSM-Modul 6 die vom Überwachungsmodul 8 empfangenen Informationen außer Acht lassen und nach außen melden, dass keine Störzustände detektiert werden. Mit anderen Worten: Der Ausblendzähler 9 kann dem GSM-Modul 6 ein definiertes Ausblendfenster bereitstellen, das andernfalls irgendwelche Anomalien in den vom Überwachungsmodul 8 detektierten Fehlern während der Übergangsphase eines vom Steuermodul 12 empfangenen Gate-Steuersignals maskiert.
  • Das Überwachungsmodul 8 des Treibers 4 stellt eine Komponente dar, um dem Treiber 4 Störungszustandsüberwachungsmerkmale bereitzustellen. In einigen Beispielen ist das Überwachungsmodul 8 ein Entsättigungsdetektionsmodul. In einigen Beispielen ist das Überwachungsmodul 8 ein Überstromdetektionsmodul. In jedem Fall empfängt das Überwachungsmodul 8 Informationen über die Verknüpfung 20 über die mit dem Bauelement 14 zusammenhängenden Betriebszustände (z. B. Spannungspegel oder Strompegel). Auf Basis von den mit dem Bauelement 14 zusammenhängenden Betriebszuständen gibt das Überwachungsmodul 8 ein Fehler- oder Rückkopplungssignal an das GSM-Modul 6 aus. Das GSM-Modul 6 analysiert die vom Überwachungsmodul 8 empfangenen Informationen, um zu bestimmen, ob ein meldepflichtiger Störungszustand am Bauelement 14 aufgetreten ist oder im Begriff ist aufzutreten.
  • Das Testmodul 10 testet die Leistungsfähigkeit des Überwachungsmoduls 8, ohne dass erforderlich ist, dass das Steuermodul 12 eine elektrische Anregung des Treibers 4 und/oder des Bauelements 14 auf Systemebene auslöst (z. B. durch einen externen, Fehler triggernden Schaltkreis). Mit anderen Worten: Statt auf Spezial-Hardware zum Einbringen von tatsächlichen Störzuständen in das System 1 angewiesen zu sein, enthält der Treiber 4 das Testmodul 10, das dazu ausgebildet ist, Störzustände zu simulieren, die, falls sie vom Überwachungsmodul 8 detektiert werden, verifizieren, dass das Überwachungsmodul 8 korrekt arbeitet. Auf diese Weise können der Treiber 4 und das System 1 verifizieren, dass die Fehlerüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4 arbeiten, ohne auf Spezial-Hardware zum Einbringen von tatsächlichen Störzuständen in das System 1 angewiesen zu sein und ohne Beschädigung des Systems 1 zu riskieren, falls die Fehlerüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4 ausfallen.
  • Das Testmodul 8 kann vom Steuermodul 12 aktiviert werden. Das Steuermodul 12 kann über die Verknüpfung 16C Informationen senden, die bewirken, dass das Testmodul 10 einen Test des Überwachungsmoduls 8 auslöst. Als Reaktion auf die Informationen vom Steuermodul 12 kann das Testmodul 10 an der Verknüpfung 20 einen Störungszustand simulieren. Zum Beispiel kann das Testmodul 10 in einigen Beispielen das vom GSM-Modul 6 an der Verknüpfung 17 ausgegebene Gate-Signal zwingen, den Signalpfad 5A durch das Testmodul 10 zu nehmen, so dass das Testmodul 10 das Gate-Signal modifizieren kann, bevor es das Gate-Signal an den Puffer 7 zum Durchführen des Tests ausgibt. In einigen Beispielen kann das Testmodul 10 einen Test des Überwachungsmoduls 8 ausführen, indem die Verknüpfung 20 mit GND oder VCC gekoppelt wird, um einen Störungszustand am Bauelement 14 zu simulieren.
  • Auf jeden Fall kann durch Simulieren des Störungszustands am Bauelement 14 das Testmodul 10 das Steuermodul 12 dazu aktivieren, zu bestimmen, ob das Überwachungsmodul 8 und der Treiber 4 einen Störungszustand korrekt melden oder nicht. In einigen Beispielen kann das Überwachungsmodul 8, nach dem Simulieren eines Störungszustands an der Verknüpfung 20, einen Störungszustand detektieren und eine Fehlermeldung an das GSM-Modul 6 ausgeben. Das GSM-Modul 6 kann den Störungszustand nach außen zum Steuermodul 12 über die Verknüpfung 16A melden.
  • Nach dem Aktivieren des Testmoduls 10 kann das Steuermodul 12 die Funktionalität der Überwachungs- und Schutzmerkmale des Treibers 4 abhängig davon validieren, ob das Steuermodul 12 eine Meldung eines Störungszustands empfängt oder nicht.
  • Auf diese Weise kann das System 1 die Einhaltung von Sicherheitsanforderungen sicherstellen (z. B. nach der ISO-Norm 26262), ohne die Störungsschutzmerkmale des Treibers 4 und des Bauelements 14 mit tatsächlichen Störzuständen ausüben zu müssen. Stattdessen kann das Steuermodul 12 die Überwachungs- und Schutzmerkmale des Systems 1 einfach durch Aktivieren des Testmoduls 10 zum Simulieren eines Störungszustands am Treiber 4 und am Bauelement 14 und zum Durchführen eines Tests testen. Auf diese Weise benötigt das System 1 keine Spezial-Hardware (z. B. auf Platinenebene), die dazu konzipiert ist, Ströme im nicht im zulässigen Bereich zu injizieren oder anderweitig Störzustände einzubringen, die dazu konzipiert sind, die Störungsüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4 zu triggern. Als ein Ergebnis davon, dass keine zusätzliche Hardware zum Injizieren von Störungen in das System 1 vorhanden ist, kann das System 1 weniger kosten, kleiner sein und/oder weniger komplex als andere Systeme sein. Indem Tests unter Verwendung eines simulierten Störungszustands anstatt eines tatsächlichen Störungszustands (z. B. eines injizierten Überstroms) durchgeführt werden, riskiert das System 1 nicht, den Treiber 4 und/oder das Bauelement 14 zu beschädigen, falls die Überwachungs- und Schutzmerkmale (z. B. das Überwachungsmodul 8) des Treibers 4 ausfallen.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Operationen des Steuermoduls 12 zum Testen der internen Überwachungs- und Schutzlogik des Treibers 4 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 2 wird nachstehend im Kontext des Systems 1 aus 1 beschrieben.
  • Um die Überwachungs- und Schutzmerkmale des Treibers 4 zu testen, kann wenigstens ein Prozessor des Steuermoduls 12 dazu ausgebildet sein, die Operationen 102–116 durchzuführen. Zum Beispiel kann das Steuermodul 12 ein nichtflüchtiges Speichermedium enthalten, das Anweisungen enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, wenigstens einen Prozessor des Steuermoduls 12 dazu konfigurieren, die Operationen 102–116 durchzuführen.
  • Im Betrieb kann das Steuermodul 12 zu Anfang die Testlogik des Treibers 4 einrichten (102), um so auszulösen, dass der Treiber 4 Tests der Überwachungs- und Schutzmerkmale des Treibers 4 durchführt. In einigen Beispielen kann das Einrichten des Treibers 4 vor jedem Test stattfinden. In einigen Beispielen kann das Einrichten des Treibers 4 in einer Fabrikanlage oder Fertigungseinrichtung für den Treiber 4 stattfinden. In einigen Beispielen kann das Einrichten des Treibers 4 während der Installation des Treibers 4 und/oder des Systems 1 in einem größeren System stattfinden. In einigen Beispielen kann das Einrichten des Treibers 4 bei jedem Hochfahren des Systems 1 stattfinden (z. B. jedes Mal, wenn das System 1 vom Betrieb in einem leistungslosen oder leistungsarmen Zustand in den Betrieb in einem Vollleistungs- oder einen anderen Betriebszustand übergeht).
  • In einigen Beispielen kann das Steuermodul 12 beim Einrichten der Testlogik des Treibers 4 ein mit dem Treiber 4 zusammenhängendes, definiertes Ausblendfenster einrichten. Das definierte Ausblendfenster kann eine Zeit definieren, die das GSM-Modul 6 zu warten hat, bevor es meldet, ob ein Störungszustand an der Verknüpfung 20 aufgetreten ist. Mit anderen Worten: Die definierte Ausblendzeit kann einem anfänglichen Zählwert oder einem maximalen Zählwert, der mit dem Ausblendzähler 9 des GSM-Moduls 6 zusammenhängt, entsprechen. Nochmals: Ein Zweck des Ausblendzählers 9 ist es, dem Überwachungsmodul 8 eine ausreichende Zeitspanne zum Bestimmen bereitzustellen, ob das Bauelement 14 einen Störungszustand erfährt, bevor das GSM-Modul 6 die vom Überwachungsmodul 8 empfangenen Informationen auf irgendwelche detektierten Störungen analysiert. Mit anderen Worten: Der Ausblendzähler 9 verhindert, dass Fehler vom GSM-Modul 6 während einer Übergangsphase des Gate-Steuersignals an der Verknüpfung 16B fälschlicherweise empfangen werden, wenn das Überwachungsmodul 8 nicht notwendigerweise genau Störzustände detektieren kann.
  • In einigen Beispielen kann das Steuermodul 12 beim Einrichten der Testlogik des Treibers 4 eine mit dem Treiber 4 zusammenhängende, definierte Testschwellenwertspannung einrichten. Der definierte Test-Spannungsschwellenwert kann zum Beispiel von Entsättigungsüberwachungsmerkmalen des Treibers 4 verwendet werden, um zu bestimmen, ob an der Verknüpfung 20 Entsättigung aufgetreten ist. Zum Beispiel können während des normalen Betriebs (nicht während eines Tests des Überwachungsmoduls 8) die Entsättigungsüberwachungsmerkmale des Überwachungsmoduls 8 die Spannung an der Verknüpfung 20 mit dem definierten Spannungsschwellenwert vergleichen, um zu bestimmen, ob Entsättigung aufgetreten ist. Während der Testoperationen (während eines Tests des Überwachungsmoduls 8) können die Entsättigungsüberwachungsmerkmale des Überwachungsmoduls 8 einen Entsättigungsfehler kennzeichnen, falls die Spannung an der Verknüpfung 20 einen unteren Spannungsschwellenwert überschreitet.
  • Auf jeden Fall kann das Steuermodul 12 nach dem Einrichten der Testlogik des Treibers 4 einen Test des Treibers 4 auslösen und einen Zeitgeber starten, der verwendet wird, um die Dauer des Tests zu messen (104). Zum Beispiel kann das Steuermodul 12 über die Verknüpfung 16C ein Signal an das Testmodul 10 senden, das bewirkt, dass das Testmodul 10 einen Störungszustand an der Verknüpfung 20 simuliert. Das Steuermodul 12 kann den Test des Treibers 4 gelegentlich auslösen, zum Beispiel vor dem Starten des Systems 1 (z. B. bevor es elektrische Leistung an einen Motor eines Kraftfahrzeugs sendet). In einigen Beispielen ist die Verknüpfung 16C eine „statische“ oder dedizierte Leitung zum Übertragen eines Testmeldungs-/Aktivierungssignals vom Steuermodul 12.
  • Der Ausblendzähler 9 hängt nicht vom Testsignal an der Verknüpfung 16C ab. Der Ausblendzähler 9 wird ausgelöst oder rückgesetzt, sobald das Steuersignal an der Verknüpfung 16B von Aus nach Ein übergeht. Wenn der Ausblendzähler 9 während des Aus-/Ein-Übergangs des Gate-Steuersignals rückgesetzt wird, beginnt der Test des Treibers 4.
  • Wenn der Ausblendzähler 9 zählt, kann das Steuermodul 12 darauf warten, dass ein Fehler detektiert wird (106/108). Zum Beispiel kann das Steuermodul 12 die Verknüpfung 16A abfragen, bis das GSM-Modul 6 des Treibers 4 einen Fehlerzustand als Reaktion auf den simulierten Störungszustand, der vom Testmodul 10 bewirkt wird, meldet. Falls an der Verknüpfung 16A ein Fehler vom Treiber 4 gemeldet wird, kann das Steuermodul 12 den Zeitgeber stoppen, der verwendet wird, um die Dauer des Tests zu messen (110). Falls kein Fehler an der Verknüpfung 16A gemeldet wird, kann das Steuermodul 12 andernfalls weiter darauf warten, dass der Fehler an der Verknüpfung 16A gemeldet wird.
  • Das Steuermodul 12 kann den Zeitgeber, der verwendet wird, um die Dauer des Tests zu messen, stoppen (110), und die gemessene Dauer des Tests verwenden, um zu bestimmen, ob die Störungsüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4 korrekt durchgeführt werden. Das Steuermodul 12 kann die gemessene Zeit mit einer erwarteten Zeit vergleichen (112). Zum Beispiel kann die erwartete Zeit eine durchschnittliche Zeit oder eine durchschnittliche Bandbreite von Zeiten sein, die der Treiber 4 typischerweise braucht, um einen simulierten Störungszustand zu melden.
  • Das Steuermodul 12 kann bestimmen, dass, falls die gemessene Zeit die erwartete Zeit nicht überschreitet, die Überwachungs- und Schutzmerkmale des Treibers 4 zufriedenstellend durchgeführt werden (114). Als Reaktion allerdings auf das Bestimmen, dass die gemessene Zeit die erwartete Zeit überschreitet (z. B. um einen Schwellenwert), kann das Steuermodul 12 dann bestimmen, dass eine Störung des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Treibers 4 aufgetreten ist (118). Nachdem es einen Test nicht bestanden hat, kann das Steuermodul 12 einen Fehler des Systems 1 melden (z. B. durch Illuminierung einer Motorleuchte in einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs). Auf diese Weise können die Störungsüberwachungs- und Schutzmerkmale des Treibers 4 gelegentlich (z. B. bevor elektrische Leistung an das Bauelement 14 und/oder andere Komponenten des Systems 1 gesendet wird, mit anderen Worten, bevor ein Kraftfahrzeugmotor läuft) getestet werden und ohne dass Beschädigung am System 1 durch unnötiges Injizieren eines Störungszustands (z. B. eines Überstroms oder einer Überspannung) in das System 1 riskiert wird.
  • 3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das den Treiber 4A veranschaulicht, der dazu ausgebildet ist, die Entsättigungsüberwachungs- und -schutzlogik des Treibers 4A gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu testen. Der Treiber 4A ist ein Beispiel für den Treiber 4 des Systems 1 und wird nachstehend im Kontext des Systems 1 aus 1 beschrieben. Der Treiber 4A enthält das Gate-Signalmodul 6, den Puffer 7, das Testmodul 10A, das Überwachungsmodul 8A, den Schalter 32 und das Element 30.
  • Der Treiber 4A ist mit dem Bauelement 14A gekoppelt, das in diesem Fall ein IGBT-Leistungsmodul ist. Das Gate des Bauelements 14A ist mit dem Ausgang des Treibers 4A an der Verknüpfung 18 gekoppelt. Der Entsättigungs-Pin des Treibers 4A ist über die Widerstands-Dioden-Schaltung 39 mit dem Kollektoranschluss oder Eingang des Bauelements 14A an der Verknüpfung 20 gekoppelt. Der Emitteranschluss oder Ausgang des Bauelements 14A ist mit dem GND-Anschluss des Treibers 4A an GND gekoppelt.
  • Das Überwachungsmodul 8A, das Entsättigungsüberwachung für das Bauelement 14A an der Verknüpfung 20 bereitstellt. Das Überwachungsmodul 8A enthält den Komparator 24, den programmierbaren Schwellenwert 26 und den Pull-Up-Widerstand 22.
  • Ein Eingang des Komparators 24 kann mit dem programmierbaren Schwellenwert 26 gekoppelt sein (z. B. einem Digital-Analog-Eingang, einem Register oder einem anderen Element zum Speichern eines Spannungsschwellenwerts). Der andere Eingang des Komparators 24 des Überwachungsmoduls 8A kann mit der Verknüpfung 20 und dem Pull-Up-Widerstand 22 gekoppelt sein. Der Pull-Up-Widerstand 22 ist mit VCC gekoppelt. Während eines Tests des Überwachungsmoduls 8A ist die Verknüpfung 20 momentan über den Schalter 32 (z. B. einen Klemmtransistor) mit GND gekoppelt. Der Ausgang des Komparators 24 speist das GSM-Modul 6 mit Informationen darüber, ob die Spannung am Entsättigungs-Pin des Treibers 4A gesättigt ist oder nicht.
  • Der Schalter 32 kann in einigen Beispielen ein Klemmtransistor sein. Der Schalter 32 erfordert möglicherweise keinen speziellen Testmodus zur Aktivierung. Mit anderen Worten: Der Schalter 32 kann im normalen Betrieb aktiviert sein: immer wenn Informationen an der Verknüpfung 16B melden, dass das Bauelement 4 AUS ist, oder während eines Tests, immer wenn der Ausblendzähler zählt. Wenn er aktiviert ist, koppelt der Schalter 32 den Entsättigungs-Pin des Treibers 4A mit der Verknüpfung 20 und GND.
  • Der programmierbare Schwellenwert 26 stellt eine Referenzspannung für das Bestimmen dar, ob das Überwachungsmodul 8 korrekt arbeitet. In einigen Beispielen kann der Wert des programmierbaren Schwellenwerts 26 dem erwarteten Spannungspegel am Entsättigungs-Pin des Treibers 4A entsprechen. Dieser erwartete Spannungspegel entspricht dem Spannungspegel am Entsättigungs-Pin des Treibers 4A zu einem vordefinierten Zeitpunkt, nachdem die Verknüpfung 20 von GND entkoppelt worden ist (z. B. mit dem Öffnen oder Deaktivieren des Schalters 32) und mit dem Pull-Up-Widerstand 22 ansteigen durfte. In einigen Beispielen kann das Steuermodul 12 den Wert des programmierbaren Schwellenwerts 26 variieren, um Konsistenzkontrollen des Überwachungsmoduls 8A durchzuführen, um zu bestimmen, ob das Überwachungsmodul 8A zu wechselnden, vordefinierten Zeitpunkten während eines Tests Entsättigungsfehler korrekt nach außen meldet, nachdem die Verknüpfung 20 von GND entkoppelt worden ist (z. B. mit dem Öffnen oder Deaktivieren des Schalters 32) und mit dem Pull-Up-Widerstand 22 ansteigen durfte. Anders ausgedrückt: Das Steuermodul 12 kann den Wert des programmierbaren Spannungsschwellenwerts 26 variieren, um Konsistenzkontrollen gegenüber dem Komparator 24 durchzuführen, um zu bestimmen, ob sich die mit dem Entsättigungs-Pin des Treibers 4A zusammenhängende Anstiegszeit entsprechend ändert.
  • Der Treiber 4A enthält auch das Testmodul 10A. Das Testmodul 10A enthält das Element 30 und das Element 28.
  • Das Element 30 wird so gezeigt, dass es ein ODER-Gatter enthält, bei dem ein Eingang mit dem Ausgang des Ausblendzählers 9 des GSM 6 verbunden ist und der andere Eingang negiert wird und an die Verknüpfung 16B gekoppelt ist. Es gibt andere Varianten des Elements 30. Der Zweck des Elements 30 ist es ebenso, während normaler und Testoperationen den Schalter 32 zu aktivieren oder zu „schließen“, als auch während des „Ausblendzeitraums“ den Entsättigungs-Pin des Treibers 4A mit der Verknüpfung 20 an GND zu verbinden. Das heißt, das Element 30 koppelt die Verknüpfung 20 während des Zeitraums, nachdem der Ausblendzähler 9 initialisiert ist, und bis der Ausblendzähler 9 einen maximalen Zählwert erreicht (d. h. auf null herunterzählt oder bis zu einem Maximum hochzählt) mit GND. Das Element 30 bewirkt auch, dass der Schalter 32 den Entsättigungs-Pin des Treibers 4A an der Verknüpfung 20 mit GND koppelt, immer wenn das Gate-Steuersignal an der Verknüpfung 16B Low ist (z. B. „AUS“). Nachdem der Ausblendzeitraum vorbei ist oder wenn das Gate-Steuersignal an der Verknüpfung 16B High ist (z. B. „EIN“), deaktiviert oder „öffnet“ das Element 30 das Klemmelement 32, so dass der Entsättigungs-Pin des Treibers 4A an der Verknüpfung 20 nicht mit GND gekoppelt ist, stattdessen ist der Entsättigungs-Pin für das Durchführen normaler Entsättigungsüberwachungs- und -schutzoperationen mit dem Eingang des Bauelements 14A gekoppelt.
  • Der Treiber 4A enthält auch das Element 28, das dafür verantwortlich ist, den Treiber 4A auf Aus zu halten und kein Gate-Signal von der Verknüpfung 17 zum Puffer 7 laufen zu lassen, immer wenn das Testmodul 10A einen Test ausführt. Auf diese Weise werden Operationen des Bauelements 14A, die durch die Gate-Signale vom Treiber 4A gesteuert werden, während eines Tests des Überwachungsmoduls 8A gesperrt (z. B. aus Sicherheitsgründen). In dem Beispiel in 3 enthält das Element 28 ein UND-Gatter und ein D-Flipflop. Ein Eingang des UND-Gatters des Elements 28 ist mit der Verknüpfung 17 gekoppelt, und der andere Eingang des UND-Gatters des Elements 28 ist mit einem Ausgang des D-Flipflops gekoppelt. Der Freigabeeingang des D-Flipflops des Elements 28 ist mit der Verknüpfung 16C gekoppelt. Wenn das Element 28 durch ein Signal an der Verknüpfung 16C aktiviert ist und dazu ausgebildet ist, das Überwachungsmodul 8A zu testen, verhindert das Element 28 die Erzeugung des Signalpfads 5A. Wenn das Element 28 durch ein Signal an der Verknüpfung 16C deaktiviert ist und dazu ausgebildet ist, das Testen des Überwachungsmoduls 8A zu unterlassen, gestattet das Element 28 die Erzeugung des Signalpfads 5A, so dass ein Gate-Signal, das vom GSM 6 ausgegeben wird, durch die Verknüpfung 17 und das Element 28 und nach außen zum Puffer 7 laufen kann. Das Element 28 hindert den Treiber 4A während eines Tests des Entsättigungsüberwachungs- und -schutzmerkmals des Treibers 4A an der Ausgabe eines Gate-Signals.
  • Das Überwachungsmodul 8A stellt Entsättigungsüberwachung und -schutz durch Überwachen der Spannung über dem Kollektor und Emitter (VCE) des Bauelements 14A bereit und gibt ein Fehlersignal an das GSM-Modul 6 aus, falls die Spannung vom Nennwert abweicht. Zum Beispiel kann das Überwachungsmodul bestimmen, ob das Bauelement 14A, wenn es in einen EIN-Zustand gesteuert wird, in der Lage sein wird, seinen Kollektor auf einen Pegel nahe GND herunter zu ziehen. Falls ein Fehlerzustand auftritt (z. B. ein Kurzschluss mit einer Leistungsversorgung einen zu großen Strom bewirkt), kann der Fehlerzustand bewirken, dass der Kollektor des Bauelements 14A High bleibt und nicht auf einen Pegel nahe GND herunter gezogen wird. Falls der Ausgang des Bauelements 14A High bleibt, wird auch der Entsättigungs-Pin des Treibers 4A an der Verknüpfung 20 High bleiben (z. B. nicht von der Diode 39 herunter gezogen werden), und von daher wird der Komparator 24 ein Fehlersignal ausgeben.
  • Anstatt einen Überstrom am Eingang des Bauelements 14A zu injizieren, um zu testen, ob das Entsättigungsüberwachungs- und -schutzmerkmal, das vom Überwachungsmodul 8A bereitgestellt wird, arbeitet, kann das Testmodul 10A einen Störungszustand an der Verknüpfung 20 simulieren, um das Überwachungsmodul 8A durch einen Trick zum Detektieren eines Entsättigungszustands zu bringen, wenn das Überwachungsmodul 8A korrekt arbeitet. Falls als Reaktion auf den simulierten Störungszustand das Überwachungsmodul 8A korrekt den Entsättigungszustand an das GSM-Modul 6 und das Steuermodul 12 meldet, kann das Steuermodul 12 validieren, dass das Überwachungsmodul 8A korrekt arbeitet.
  • 4 ist ein Schwingungsverlaufsdiagramm, das beispielhafte zeitliche und elektrische Kenngrößen des Treibers 4A aus 3 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, während das Steuermodul 12 die Entsättigungsüberwachungs- und -schutzlogik des Treibers 4A testet. 4 wird nachstehend im Kontext der 1–3 beschrieben.
  • 4 veranschaulicht die Schwingungsverläufe 202–210 zwischen den Zeitpunkten t0 und t5. Der Schwingungsverlauf 202 entspricht dem Gate-Steuersignal an der Verknüpfung 16B. Der Schwingungsverlauf 204 entspricht dem Zählwert am Ausblendzähler 9, wenn der Ausblendzähler 9 von einem maximalen Zählwert auf einen Zählwert null herunter zählt. Der Schwingungsverlauf 206 stellt die Ausgabe des Elements 30 dar, und der Schwingungsverlauf 208 stellt die Spannung am Entsättigungs-Pin des Treibers 4A an der Verknüpfung 20 dar. Der Schwingungsverlauf 210 schließlich stellt die Ausgabe des Überwachungsmoduls 8A und/oder das Fehlersignal an der Verknüpfung 16A dar.
  • Zum Zeitpunkt t0 kann das Gate-Steuersignal an der Verknüpfung 16B Low sein, was bewirkt, dass das Element 30 den Schalter 32 aktiviert, und bewirkt, dass die Spannung am Entsättigungs-Pin des Treibers 4A auf null Volt liegt. Zum Zeitpunkt t0 ist der Ausblendzähler 9 nicht initialisiert worden, und der Treiber 4A gibt kein Fehlersignal an der Verknüpfung 16A aus.
  • Irgendwann nach dem Zeitpunkt t0 kann das Steuermodul 12 einen Test der Entsättigungsüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4A auslösen. Das Testmodul 10A kann ein Signal vom Steuermodul 12 über die Verknüpfung 16C empfangen, um einen Test des Überwachungsmoduls 8A auszulösen. Das über die Verknüpfung 16C empfangene Signal kann das Element 28 des Testmoduls 10A aktivieren und verhindern, dass sich der Signalpfad 5A zwischen dem GSM 6 und dem Puffer 7 bildet (um z. B. ein fehlerhaftes Gate-Signal am Gate-Anschluss des Bauelements 14A während des Tests zu verhindern).
  • Zum Zeitpunkt t1, wenn das Gate-Steuersignal an der Verknüpfung 16B von Low (z. B. Aus) nach High (z. B. Ein) übergeht, kann der Übergang bewirken, dass der Ausblendzähler 9 von einem Zählwert null auf einen Zählwert nicht null initialisiert wird. Zum Zeitpunkt t2 kann der Ausblendzähler 9 anfangen, den Ausblendzeitraum herunter zu zählen. Die Dauer D1 stellt den Ausblendzeitraum dar, während dem der Schalter 32 den Entsättigungs-Pin des Treibers 4A mit GND koppelt.
  • Zum Zeitpunkt t3 erreicht der Ausblendzähler 9 einen Zählwert null, und das Element 30 deaktiviert den Schalter 32. Sobald er deaktiviert ist, beginnt der Spannungspegel am Entsättigungs-Pin des Treibers 4A von GND während der Dauer D2 mit einer bekannten RC-Zeitkonstante anzusteigen, die ansonsten als die mit dem Entsättigungs-Pin des Treibers 4A zusammenhängende „Anstiegszeit“ bezeichnet wird. Mit anderen Worten: Die „Anstiegszeit“ ist die Zeitspanne, die der Spannungspegel am Entsättigungs-Pin des Treibers 4A wegen des Pull-Up-Widerstands 22 braucht, um sich von GND auf den Wert des programmierbaren Schwellenwerts 26 zu erhöhen.
  • Zum Zeitpunkt t4 kann das Steuermodul 12 die Ausgabe vom Treiber 4A an der Verknüpfung 16A analysieren, um zu bestimmen, ob das GSM-Modul 6 und der Komparator 24 des Überwachungsmoduls 8A einen Entsättigungsfehler als Reaktion auf den Test korrekt melden. Zum Zeitpunkt t5 kann das Steuermodul 12 zuerst den an der Verknüpfung 16A gemeldeten Entsättigungsfehler identifizieren. Die Zeit zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 entspricht der Dauer D3 und wird als die „Meldezeit“ bezeichnet. Die Meldezeit ist die Zeit, die der Treiber 4A braucht, um das Steuermodul 12 vor einem detektierten Entsättigungsfehler an der Verknüpfung 20 zu warnen.
  • Um zu bestimmen, ob die Entsättigungsüberwachungs- und -schutzlogik des Treibers 4A korrekt arbeitet, kann das Steuermodul 12 bestimmen, ob der zum Zeitpunkt t5 gemeldete Entsättigungsfehler rechtzeitig gemeldet worden ist. Das heißt, wenn es bewirkt, dass der Treiber 4A einen Test des Überwachungsmoduls 8A ausführt, kann das Steuermodul 12 erwarten, dass ein Fehler an der Verknüpfung 16A mit einer ausreichenden Verzögerung erscheint (z. B. im Bereich D1 + D2 + D3); allerdings kann das Steuermodul 12 bestimmen, dass, wenn der Fehler an 16A zu früh, zu spät oder gar nicht erscheint, irgendetwas dann mit dem Treiber 4A möglicherweise nicht korrekt arbeitet, und eine Maßnahme ergreifen, um zu verhindern, dass das System 1 den Treiber 4A und/oder das Bauelement 14A nutzt.
  • Das Steuermodul 12 kann eine Differenz zwischen der gemessenen Gesamttestzeit von t1 bis t5 und einer erwarteten Testzeit bestimmen. Indem die gemessene Fehlersignalisierungsverzögerung mit dem erwarteten Verzögerungswert verglichen wird, kann das gesamte Entsättigungsüberwachungs- und -schutzmerkmal (einschließlich der Funktionalität des Ausblendzählers 9) verifiziert werden. In einigen Beispielen kann das Steuermodul 12 den Wert des programmierbaren Spannungsschwellenwerts 26 variieren, um Konsistenzkontrollen für den Komparator 24 durchzuführen, um zu bestimmen, ob sich die Anstiegszeit (Dauer D2) entsprechend ändert. Auf diese Weise kann ein Test der Entsättigungsüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4A durchgeführt werden, ohne dass das Bauelement 14A eingeschaltet werden muss. Die Funktionalität des Treibers 4A kann verifiziert und garantiert werden, bevor das Bauelement 14A eingeschaltet wird.
  • 5 ist ein konzeptionelles Diagramm, das den Treiber 4B veranschaulicht, der dazu ausgebildet ist, die Überstromüberwachungs- und -schutzlogik des Treibers 4B gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu testen. Der Treiber 4B ist ein Beispiel für den Treiber 4 des Systems 1 und wird nachstehend im Kontext des Systems 1 aus 1 beschrieben.
  • Der Treiber 4B ist mit dem Bauelement 14B gekoppelt, das in diesem Fall ein IGBT-Leistungsmodul mit doppelten Ausgangs- oder Emitteranschlüssen ist. Das Gate des Bauelements 14B ist mit dem Ausgang des Treibers 4B an der Verknüpfung 18 gekoppelt. Der erste Ausgangsanschluss des Bauelements 14B ist mit dem GND-Pin des Treibers 4B an GND gekoppelt. Der zweite Ausgangsanschluss des Bauelements 14B ist über die Widerstände 50B und 50C an die Überstromschutz-Pins des Treibers 4B an den Verknüpfungen 20A und 20B gekoppelt. In einigen Beispielen ist die Verknüpfung 20B auf Platinenebene mit GND verbunden. Das heißt: Der Überstromschutz-Pin des Treibers 4B ist mit dem zweiten Ausgang des Bauelements 14B über den Widerstand 50B an der Verknüpfung 20A gekoppelt. Der Überstromschutz-Masse-Pin des Treibers 4B ist mit dem zweiten Ausgang des Bauelements 14B über den Widerstand 50C an der Verknüpfung 20B gekoppelt. Obwohl 5 den Komparator 48 des Bauelements 4B so zeigt, dass er sowohl die Überstromschutz-Pin- als auch die Überstromschutz-GND-Pin-Eingabe empfängt, um das Abtasten von kleinen Spannungen zu ermöglichen, ist der Komparator 48 in einigen Beispielen ein massebezogener Komparator, der den Überstromschutz-Pin mit GND vergleicht; in diesem Fall kann der Überstromschutz-GND-Pin weggelassen werden.
  • Der Treiber 4B enthält das Überwachungsmodul 8B, das Überstromüberwachung für das Bauelement 14B an den Verknüpfungen 20A und 20B bereitstellt. Das Überwachungsmodul 8B stellt Überstromüberwachung und -schutz durch Überwachen des Stroms aus dem Emitter des Bauelements 14B bereit und gibt ein Fehlersignal an das GSM-Modul 6 aus, falls der Strom ein Maximum erreicht. Das Überwachungsmodul 8B enthält den Komparator 48.
  • Wie oben angegeben wird, ist in dem Fall, dass der Komparator 48 ein Differentialkomparator ist, wie es in 5 gezeigt wird, ein Eingang des Komparators 48 mit dem Überstromschutz-Masse-Pin des Treibers 4B an der Verknüpfung 20B gekoppelt. Der andere Eingang des Komparators 48 ist mit dem Überstromschutz-Pin des Treibers 4B an der Verknüpfung 20A und auch mit dem Pull-Up-Widerstand 44 des Testmoduls 10B gekoppelt, wenn der Schalter 46 des Testmoduls 10B aktiviert oder geschlossen ist. Falls der Komparator 48 ein massebezogener Komparator ist, ist der Eingang des Komparators 48 mit dem Überstromschutz-Pin des Treibers 4B an der Verknüpfung 20A gekoppelt. Der Ausgang des Komparators 48 speist das GSM-Modul 6 mit Informationen darüber, ob am Bauelement 14B ein Überstromzustand vorliegt.
  • Das heißt: Das Überwachungsmodul 8B ist auf den Komparator 48 angewiesen, um den Strompegel durch das Bauelement 14B zu überwachen und ein Fehlersignal auszugeben, wenn der Strom einen maximalen Strom erreicht. Der Widerstand 50C ist ein Shunt- oder Abtastwiderstand mit einem Widerstandswert, der gemäß dem maximalen Strom ausgewählt wird, den das Bauelement 14B verarbeiten kann. Wenn der Strom aus dem Bauelement 14B einen Überstromzustand angibt, erhöht sich die Differenz der Spannung zwischen den beiden Eingängen des Komparators 48 über einen definierten Schwellenwert und triggert den Komparator 48, den hohen Strom als einen Störungszustand zu kennzeichnen. Nach einem Ausblendzeitraum kann das GSM-Modul 6 den Störungszustand an das Steuermodul 12 an der Verknüpfung 16A ausgeben. Der Ausblendzeitraum kann alle Überstromfehler maskieren, die fälschlicherweise während der Übergangsphase, nachdem das Bauelement 14B eingeschaltet ist, gemeldet werden.
  • Der Treiber 4A enthält auch das Testmodul 10B. Zusätzlich zum Schalter 46, der, wenn er aktiviert ist, den Überstromschutz-Pin des Treibers 4B an der Verknüpfung 20A mit dem Pull-Up-Widerstand 44 koppelt, enthält das Testmodul 10B das Element 40 und das Element 42.
  • Das Element 42 wird in dem Beispiel in 5 als sogenanntes „D-Flip-flop“ gezeigt, obwohl es andere Beispiele für das Element 42 gibt. Das Element 42 ist dafür verantwortlich, ein Testmeldungssignal an der Verknüpfung 19 für den Ausgangspuffer 7 (der in dem Beispiel in 5 einen Doppeleingangs-Puffer darstellt) bereitzustellen, immer wenn das Testmodul 10B einen Test der Überstromüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4B ausführt. Das Testmeldungssignal an der Verknüpfung 19 kann verhindern, dass der Ausgangspuffer 7 ein volles EIN-Schalten des Bauelements 14B ausführt, auch wenn ein Gate-Signal an der Verknüpfung 17 erscheint. Mit anderen Worten: Das Testmeldungssignal an der Verknüpfung 19 kann bewirken, dass der Treiber 4B ein „schwaches“ EIN-Schalten des Bauelements 14B ausführt, oder es bewirkt, dass das Bauelement 14B während eines Tests AUS bleibt. Indem es eine Ausgabe an der Verknüpfung 19 bereitstellt, kann das Element 42 bewirken, dass der Puffer 7 während eines Tests die Verknüpfung 17 ignoriert (z. B. der Pfad 5B wird deaktiviert).
  • Um zum Beispiel einen Test der Überstromüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4B auszuführen, kann der Treiber 4B das Bauelement 14B zum Ausführen eines „schwachen“ EIN-Schaltens anregen. Das Bauelement 14B wird nicht stark genug EIN-Schalten, um ein Signal bereitzustellen, das ausreichend Strom führt, um eine Ausgabe an den Verknüpfungen 20A und 20B zu generieren. Um zu bewirken, dass der Ausgangspuffer 7 ein schwaches EIN-Signal an der Verknüpfung 18 bereitstellt, stellt das Steuermodul 12 ein Aktivierungssignal an der Verknüpfung 16C bereit, immer wenn das Steuermodul 12 einen Test auslöst. Das Element 42 tastet die Verknüpfung 16C ab und aktiviert den Testmodus durch Aktivieren eines Signals an der Verknüpfung 19. Auf diese Weise gibt der Treiber 4B während eines Tests des Überwachungsmoduls 8B nur ein schwaches Ein-Signal aus (d. h. weniger als volle Stärke oder andernfalls mit weniger Strom als dem Strom eines tatsächlichen Gate-Signals), jedoch kein tatsächliches Gate-Signal voller Stärke, um so einen großen Strom durch das Bauelement 14B zu verhindern. In einigen Beispielen kann der Ausgangspuffer 7 alternativ das Bauelement 14B während des Tests vollständig AUS halten. Der Begriff für „schwaches Ein- oder Aus-“Gate-Signal, wie er hier verwendet wird, kann weniger Strom führen als ein Nenn-Gate-Signal, das von einem Treiber verwendet wird, um ein Halbleiterbauelement zu anderen Zeiten als während eines Tests in einem Ein-Zustand oder in einem Aus-Zustand zu halten.
  • Das Element 40 wird so gezeigt, dass es ein UND-Gatter enthält, bei dem ein erster Eingang mit dem Ausgang des Ausblendzählers 9 des GSM 6 verbunden ist, ein zweiter Eingang mit der Verknüpfung 16B gekoppelt ist und ein dritter Eingang mit dem Ausgang des Elements 42 gekoppelt ist. Es gibt andere Varianten des Elements 40. Der Zweck des Elements 40 ist es, den Schalter 46 zu aktivieren oder zu „schließen“ und den Überstromschutz-Pin des Treibers 4B an der Verknüpfung 20A mit dem Pull-Up-Widerstand 44 nach dem „Ausblendzeitraum“ eines Tests des Überwachungsmoduls 8B zu verbinden; das heißt, das Element 40 koppelt die Verknüpfung 20A mit dem Pull-Up-Widerstand 44, nachdem der Ausblendzähler 9 einen End-Zählwert erreicht (z. B. einen maximalen Zählwert, wenn er hochzählt, oder einen minimalen Zählwert, wenn er herunterzählt) und das Element 42 aktiviert ist und immer, wenn das Gate-Steuersignal an der Verknüpfung 16B High ist (z. B. „EIN“). Das Testmeldungssignal an der Verknüpfung 19 zwingt den Puffer 7, an 14B ein schwaches EIN-Signal oder ein Signal Vollständig AUS-Bleiben zu senden.
  • Anstatt das Bauelement 14B in einen Überstromzustand zu steuern, um zu testen, ob das Überstromüberwachungs- und -schutzmerkmal arbeitet, das vom Überwachungsmodul 8B bereitgestellt wird, kann das Testmodul 10B einen Störungszustand an den Verknüpfungen 20A und 20B simulieren, um das Überwachungsmodul 8B durch einen Trick zum Detektieren eines Überstromzustands zu bringen, wenn das Überwachungsmodul 8B korrekt arbeitet. Das Testmodul 10A kann einen simulierten Überstromzustand am Überstromschutz-Pin des Treibers 4B injizieren, wenn der Schalter 46 geschlossen ist. Falls als Reaktion auf den simulierten Störungszustand das Überwachungsmodul 8B korrekt den Überstromzustand an das GSM-Modul 6 und das Steuermodul 12 meldet, kann das Steuermodul 12 validieren, dass das Überwachungsmodul 8B korrekt arbeitet.
  • 6 ist ein Schwingungsverlaufsdiagramm, das beispielhafte zeitliche und elektrische Kenngrößen des Treibers 4B aus 5 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, während das Steuermodul 12 die Überstromüberwachungs- und -schutzlogik des Treibers 4B testet. 6 wird nachstehend im Kontext der 1, 2 und 4 beschrieben.
  • 6 veranschaulicht die Schwingungsverläufe 302–310 zwischen den Zeitpunkten t0 und t5. Der Schwingungsverlauf 302 entspricht dem Gate-Steuersignal an der Verknüpfung 16B. Der Schwingungsverlauf 304 entspricht dem Zählwert am Ausblendzähler 9, wenn der Ausblendzähler 9 von einem maximalen Zählwert auf einen Zählwert null herunter zählt. Der Schwingungsverlauf 306 stellt die Ausgabe des Elements 40 dar, und der Schwingungsverlauf 308 stellt die Spannung am Überstromschutz-Pin des Treibers 4B an der Verknüpfung 20A dar. Der Schwingungsverlauf 310 schließlich stellt die Ausgabe des Überwachungsmoduls 8B und/oder das Fehlersignal an der Verknüpfung 16A dar.
  • Zum Zeitpunkt t0 kann das Gate-Steuersignal an der Verknüpfung 16B Low sein, was bewirkt, dass das Element 40 den Schalter 46 deaktiviert, und bewirkt, dass die Spannung am Überstromschutz-Pin des Treibers 4B nahe oder um null Volt oder GND schwankt, weil 50C während normaler und Testmodusoperationen nach GND zieht (z. B. an der Verknüpfung 20B). Zum Zeitpunkt t0 ist der Ausblendzähler 9 nicht initialisiert worden, und der Treiber 4B gibt kein Fehlersignal an der Verknüpfung 16A aus.
  • Irgendwann nach dem Zeitpunkt t0 kann das Steuermodul 12 einen Test der Überstromüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4B auslösen. Das Testmodul 10B kann ein Signal vom Steuermodul 12 über die Verknüpfung 16C empfangen, um einen Test des Überwachungsmoduls 8B auszulösen. Das über die Verknüpfung 16C empfangene Signal kann das Element 42 des Testmoduls 10B aktivieren, um ein Testmeldungssignal an der Verknüpfung 19 auszugeben. Das Testmeldungssignal kann bewirken, dass der Puffer 7 ein schwaches EIN-Signal oder ein Signal Vollständig AUS-Bleiben am Gate des Bauelements 14B an der Verknüpfung 18 sendet.
  • Zum Zeitpunkt t1, wenn das Gate-Steuersignal an der Verknüpfung 16B von Low (z. B. Aus) nach High (z. B. Ein) übergeht, kann der Übergang bewirken, dass der Ausblendzähler 9 von einem Zählwert null auf einen Zählwert nicht null initialisiert wird. Zum Zeitpunkt t2 kann der Ausblendzähler 9 anfangen, den Ausblendzeitraum herunter zu zählen. Die Dauer D1 stellt den Ausblendzeitraum dar, während dem der Schalter 46 es unterlässt, den Überstromschutz-Pin des Treibers 4B mit dem Pull-Up-Widerstand 44 zu koppeln.
  • Zum Zeitpunkt t2 erreicht der Ausblendzähler 9 einen endgültigen Zählwert (z. B. von null), die Ausgaben des Ausblendzählers 9, des Elements 42 und an der Verknüpfung 16B bewirken, dass das Element 40 den Schalter 46 zum Zeitpunkt t3 aktiviert. Sobald er aktiviert ist, tritt ein kleiner Strom aus der Verknüpfung 20A in den Pull-Up-Widerstand 44 ein, und der Spannungspegel am Überstromschutz-Pin des Treibers 4B an der Verknüpfung 20A beginnt von GND während der Dauer D2 mit einer bekannten RC-Zeitkonstante anzusteigen, die ansonsten als die mit dem Überstromschutz-Pin des Treibers 4B zusammenhängende „Anstiegszeit“ bezeichnet wird. Mit anderen Worten: Die „Anstiegszeit“ ist die Zeitspanne, die der Spannungspegel am Überstromschutz-Pin des Treibers 4B braucht, um sich von GND auf einen mit dem Testmodul 10B zusammenhängenden Spannungsschwellenwert zu erhöhen.
  • Zum Zeitpunkt t4 kann das Steuermodul 12 die Ausgabe vom Treiber 4B an der Verknüpfung 16A analysieren, um zu bestimmen, ob das GSM-Modul 6 und der Komparator 48 des Überwachungsmoduls 8B einen Überstromfehler als Reaktion auf den Test korrekt melden. Zum Zeitpunkt t5 kann das Steuermodul 12 zuerst den an der Verknüpfung 16A gemeldeten Überstromfehler identifizieren. Die Zeit zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 entspricht der Dauer D3 und wird als die „Meldezeit“ bezeichnet. Die Meldezeit ist die Zeit, die der Treiber 4B braucht, um das Steuermodul 12 vor einem detektierten Überstromfehler an der Verknüpfung 20A zu warnen.
  • Um zu bestimmen, ob die Überstromüberwachungs- und -schutzlogik des Treibers 4B korrekt arbeitet, kann das Steuermodul 12 bestimmen, ob der zum Zeitpunkt t5 gemeldete Überstromfehler rechtzeitig gemeldet worden ist. Das heißt, wenn es bewirkt, dass der Treiber 4B einen Test des Überwachungsmoduls 8B ausführt, kann das Steuermodul 12 erwarten, dass ein Fehler an der Verknüpfung 16A mit einer ausreichenden Verzögerung erscheint (im Bereich von D1 + D2 + D3). Allerdings kann das Steuermodul 12 bestimmen, dass, falls der Fehler an 16A zu früh, zu spät oder gar nicht erscheint, irgendetwas dann möglicherweise mit dem Treiber 4B nicht korrekt arbeitet, und das Steuermodul 12 kann eine Maßnahme ergreifen, um zu verhindern, dass das System 1 den Treiber 4B und/oder das Bauelement 14B nutzt.
  • Das Steuermodul 12 kann eine Differenz zwischen der gemessenen Gesamttestzeit von t1 bis t5 und einer erwarteten Testzeit bestimmen. Indem die gemessene Fehlersignalisierungsverzögerung mit dem erwarteten Verzögerungswert verglichen wird, kann das gesamte Überstromüberwachungs- und -schutzmerkmal (einschließlich der Funktionalität des Ausblendzählers 9) verifiziert werden. Auf diese Weise kann ein Test der Überstromüberwachungs- und -schutzmerkmale des Treibers 4B durchgeführt werden, ohne dass das Bauelement 14B eingeschaltet werden muss und potentiell hohe Ströme bewirkt und die Sicherheit bedroht. Die Funktionalität des Treibers 4B kann verifiziert und garantiert werden, bevor das Bauelement 14B eingeschaltet wird.
  • Klausel 1. Gate-Treiber, der Folgendes umfasst: ein Gate-Signalmodul, das dazu ausgebildet ist, ein Gate-Signal des Gate-Treibers auszugeben, um einen Gate-Anschluss eines Halbleiterbauelements anzusteuern; ein Testmodul, das dazu ausgebildet ist, einen simulierten Störungszustand an einem Halbleiterbauelement während eines Tests eines Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers zu generieren; und ein Überwachungsmodul, das dazu ausgebildet ist, eine Meldung des simulierten Störungszustands als Reaktion auf das Detektieren des simulierten Störungszustands am Halbleiterbauelement auszugeben.
  • Klausel 2. Gate-Treiber nach Klausel 1, der weiterhin Folgendes umfasst: einen Ausblendzähler, der dazu ausgebildet ist, das Ausgeben der Meldung des simulierten Störungszustands für wenigstens eine Übergangsphase eines Gate-Steuersignals, das aus einem Steuermodul vom Gate-Signalmodul empfangen wird, zu verzögern.
  • Klausel 3. Gate-Treiber nach einer der Klauseln 1–2, wobei das Überwachungsmodul ein Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers vom Entsättigungstyp ist und weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Meldung eines mit dem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Entsättigungszustands auszugeben, das das Überwachungsmodul an einem Entsättigungs-Pin des Gate-Treibers detektiert.
  • Klausel 4. Gate-Treiber nach Klausel 3, der weiterhin einen Schalter umfasst, wobei das Testmodul dazu ausgebildet ist, den simulierten Störungszustand wenigstens durch Folgendes zu generieren: Schließen des Schalters, um den Entsättigungs-Pin des Gate-Treibers während eines Ausblendzeitraums des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers auf den Massepegel zu klemmen; und Öffnen des Schalters nach dem Ausblendzeitraum des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers.
  • Klausel 5. Gate-Treiber nach Klausel 4, wobei das Überwachungsmodul einen Pull-Up-Widerstand umfasst, der mit dem Entsättigungs-Pin des Gate-Treibers gekoppelt ist und der dazu ausgebildet ist, eine Spannung am Entsättigungs-Pin von Masse auf einen Spannungsschwellenwert zu erhöhen, nachdem das Testmodul den Schalter nach dem Ausblendzeitraum des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers öffnet.
  • Klausel 6. Gate-Treiber nach einer der Klauseln 3–5, wobei das Testmodul weiterhin dazu ausgebildet ist, den simulierten Störungszustand wenigstens dadurch zu generieren, dass der Gate-Treiber an der Ausgabe eines Gate-Signals an das Halbleiterbauelement während des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers gehindert wird.
  • Klausel 7. Gate-Treiber nach einer der Klauseln 1–2, wobei das Überwachungsmodul ein Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers vom Überstromtyp ist und weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Meldung eines mit dem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Überstromzustands auszugeben, das das Überwachungsmodul an einem Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers detektiert.
  • Klausel 8. Gate-Treiber nach Klausel 7, der weiterhin einen Schalter umfasst, wobei das Testmodul dazu ausgebildet ist, den simulierten Störungszustand wenigstens durch Folgendes zu generieren: Generieren eines schwachen Ein- oder Aus-Signals zur Ausgabe an das Halbleiterbauelement während des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers, wobei das schwache Ein- oder Aus-Gate-Signal weniger Strom führt als ein Nenn-Gate-Signal, das das Halbleiterbauelement außerhalb des Tests in einem Ein-Zustand oder einem Aus-Zustand hält; Öffnen des Schalters vor und während eines Ausblendzeitraums des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers, um den Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers auf einem Massepegel zu halten; Schließen des Schalters, um den Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers nach dem Ausblendzeitraum des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals auf einen Spannungsschwellenwert zu klemmen.
  • Klausel 9. Gate-Treiber nach Klausel 8, wobei das Testmodul einen Pull-Up-Widerstand umfasst, der mit VCC gekoppelt ist, wobei das Schließen des Schalters, um den Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers nach dem Ausblendzeitraum des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals auf den Spannungsschwellenwert zu klemmen, umfasst, den Überstromschutz-Pin über den Schalter an den Pull-Up-Widerstand zu koppeln.
  • Klausel 10. Gate-Treiber nach einer der Klauseln 1–9, wobei das Halbleiterbauelement ein Leistungsschalter ist, der wenigstens ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor-Bauelement oder ein Bipolartransistorbauelement mit isolierter Gate-Elektrode umfasst.
  • Klausel 11. Gate-Treiber nach einer der Klauseln 1–10, wobei das Überwachungsmodul weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Meldung eines tatsächlichen Störungszustands, der nicht dem Testmodul zugeschrieben wird, als Reaktion auf das Detektieren des tatsächlichen Störungszustands am Halbleiterbauelement auszugeben.
  • Klausel 12. Gate-Treiber nach einer der Klauseln 1–11, wobei das Gate-Signalmodul weiterhin dazu ausgebildet ist, das Gate-Signal auf Basis eines durch den Gate-Treiber von einer Steuereinheit empfangenen Steuersignals auszugeben.
  • Klausel 13. Verfahren zum Testen eines Überwachungs- und Schutzmerkmals eines Gate-Treibers, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Auslösen eines Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers durch ein Steuermodul, während der der Gate-Treiber einen mit einem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Störungszustand simuliert; als Reaktion auf das Empfangen einer Meldung eines Fehlers, die vom Gate-Treiber als Reaktion auf den simulierten Störungszustand ausgegeben wird, das Messen durch das Steuermodul einer Zeitspanne für den Gate-Treiber, um die Meldung des Fehlers nach dem Auslösen des Tests auszugeben; Vergleichen durch das Steuermodul der gemessenen Zeitspanne mit einem erwarteten Zeitschwellenwert; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die gemessene Zeitspanne nicht den erwarteten Zeitschwellenwert erfüllt, Bestimmen, dass eine Störung des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers aufgetreten ist.
  • Klausel 14. Verfahren nach Klausel 13, wobei der erwartete Zeitschwellenwert wenigstens zum Teil auf einem mit dem Gate-Treiber zusammenhängenden Ausblendzeitraum basiert, der verhindert, dass während des Tests detektierte Anomalien vom Gate-Treiber ausgegeben werden.
  • Klausel 15. Verfahren nach Klausel 14, das weiterhin Folgendes umfasst: Ausgeben eines Gate-Steuersignals an den Gate-Treiber durch das Steuermodul, wobei der Ausblendzeitraum nach einer Übergangsphase des Gate-Steuersignals auftritt.
  • Klausel 16. Verfahren nach einer der Klauseln 13–15, wobei das Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers ein Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers vom Überstromtyp umfasst.
  • Klausel 17. Verfahren nach Klausel 16, wobei der erwartete Zeitschwellenwert wenigstens zum Teil auf einer Anstiegszeit basiert, die mit einem Spannungspegel an einem Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers zusammenhängt, wobei die Anstiegszeit eine erwartete Zeitspanne für das Ansteigen des Spannungspegels vom Massepegel auf einen Spannungsschwellenwert ist, der auf einen mit dem Gate-Treiber zusammenhängenden Pull-Up-Widerstand zurückzuführen ist, nachdem der Überstromschutz-Pin nach der Auslösung des Tests auf den Spannungsschwellenwert gezogen wird.
  • Klausel 18. Verfahren nach einer der Klauseln 13–17, wobei das Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers ein Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers vom Entsättigungstyp umfasst.
  • Klausel 19. Verfahren nach Klausel 18, wobei der erwartete Zeitschwellenwert wenigstens zum Teil auf einer Anstiegszeit basiert, die mit einem Spannungspegel an einem Entsättigungs-Pin des Gate-Treibers zusammenhängt, wobei die Anstiegszeit eine erwartete Zeitspanne für das Ansteigen des Spannungspegels vom Massepegel auf einen Spannungsschwellenwert ist, der auf einen mit dem Gate-Treiber zusammenhängenden Pull-Up-Widerstand zurückzuführen ist, nachdem der Entsättigungs-Pin anschließend an die Auslösung des Tests auf Masse gezogen wird.
  • Klausel 20. Computerlesbares Speichermedium, das Anweisungen umfasst, die, wenn sie ausgeführt werden, wenigstens einen Prozessor eines Steuermoduls dazu konfigurieren, ein Überwachungs- und Schutzmerkmal eines Gate-Treibers wenigstens durch Folgendes zu testen: Auslösen eines Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers, während der der Gate-Treiber einen mit einem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Störungszustand simuliert; als Reaktion auf das Empfangen einer Meldung eines Fehlers, die vom Gate-Treiber als Reaktion auf den simulierten Störungszustand ausgegeben wird, das Messen einer Zeitspanne für den Gate-Treiber, um die Meldung des Fehlers nach dem Auslösen des Tests auszugeben; Vergleichen der gemessenen Zeitspanne mit einem erwarteten Zeitschwellenwert; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die gemessene Zeitspanne nicht den erwarteten Zeitschwellenwert erfüllt, Bestimmen, dass eine Störung des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers aufgetreten ist.
  • Klausel 21. System, das wenigstens einen Prozessor und wenigstens ein Modul umfasst, das durch den wenigstens einen Prozessor betrieben werden kann, um irgendeines der Verfahren der Klauseln 13–19 auszuführen.
  • Klausel 22. System, das Mittel zum Durchführen irgendeines der Verfahren der Klauseln 13–19 umfasst.
  • In einem oder mehreren Beispielen können die beschriebenen Operationen in Hardware, Prozessoren, Software, Firmware oder irgendeiner Kombination daraus umgesetzt werden. Falls sie als Software umgesetzt werden, können die Operationen als eine oder mehrere Anweisungen oder Code auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder darüber übertragen werden und von einer hardware-basierten Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Zu computerlesbaren Medien können computerlesbare Speichermedien zählen, die einem dinglichen Medium entsprechen, wie zum Beispiel Datenspeichermedien oder Übertragungsmedien, einschließlich irgendeines Mediums, das die Übertragung eines Computerprogramms von einem Ort an einen anderen ermöglicht, z. B. gemäß einem Kommunikationsprotokoll. Computerlesbare Medien können auf diese Art und Weise im Allgemeinen (1) dinglichen, computerlesbaren Speichermedien entsprechen, die nichtflüchtig sind, oder (2) einem Kommunikationsmedium, wie zum Beispiel einem Signal oder einer Trägerwelle. Datenspeichermedien können irgendwelche verfügbaren Medien sein, auf die von einem oder mehreren Computern oder von einem oder mehreren Prozessoren zugegriffen werden kann, um Anweisungen, Code und/oder Datenstrukturen zur Umsetzung der in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken abzurufen. Ein Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Medium enthalten.
  • Als Beispiel und nicht einschränkend: Solche computerlesbaren Speichermedien können RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM oder andere optische Disk-Speicher, Magnetplattenspeicher oder andere Magnetspeichereinrichtungen, Flash-Speicher oder irgendein anderes Medium umfassen, das zum Speichern von gewünschtem Programm-Code in Form von Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet und auf das von einem Computer zugegriffen werden kann. Auch wird irgendeine Verbindung korrekt ein computerlesbares Medium genannt. Falls zum Beispiel Anweisungen von einer Website, einem Server oder einer anderen entfernten Quelle unter Verwendung eines Koaxialkabels, Glasfaserkabels, Twisted Pair, von DSL (Digital Subscriber Line) oder drahtlosen Technologien, wie zum Beispiel Infrarot, Funk und Mikrowellen, übertragen werden, dann beinhaltet die Definition des Mediums das Koaxialkabel, Glasfaserkabel, Twisted Pair, DSL oder drahtlose Technologien, wie zum Beispiel Infrarot, Funk und Mikrowellen. Es versteht sich allerdings, dass computerlesbare Speichermedien und Datenspeichermedien keine Verbindungen, Trägerwellen, Signale oder andere transiente Medien enthalten, sondern stattdessen auf nicht transiente, dingliche Speichermedien gerichtet sind. Zu Disk und Disc, wie hier verwendet, zählen CD (Compact Disc), Laser-Disc, optische Disc, DVD (Digital Versatile Disc), Floppy Disk und Blue-ray Disc, wobei Disks Daten normalerweise magnetisch wiedergeben, während Discs Daten optisch mit Laser wiedergeben. Kombinationen der oben Genannten sollten ebenfalls im Bereich computerlesbarer Medien beinhaltet sein.
  • Anweisungen können von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, wie zum Beispiel einer oder mehreren DSPs, universellen Mikroprozessoren, ASICs, FGPAs oder anderen äquivalenten integrierten oder diskreten Logikschaltkreisen. Dementsprechend kann sich der Begriff „Prozessor“, wie er hier verwendet wird, auf irgendeine der vorher genannten Strukturen oder auf irgendeine andere Struktur, die zur Umsetzung der hier beschriebenen Techniken in der Lage ist, beziehen. Zusätzlich kann in einigen Aspekten die hier beschriebene Funktionalität in dedizierten Hardware- und/oder Software-Modulen bereitgestellt werden. Ebenfalls könnten die Techniken vollständig in einer oder mehreren Schaltungen oder Logikelementen umgesetzt werden.
  • Die Techniken dieser Offenbarung können in einer breiten Vielzahl von Einrichtungen oder Vorrichtungen, einschließlich einem drahtlosen Handgerät, einer integrierten Schaltung (IC) oder einem Satz von ICs (z. B. einem Chip-Satz) umgesetzt werden. Verschiedene Komponenten, Module oder Einheiten werden in dieser Offenbarung beschrieben, um funktionale Aspekte von Einrichtungen zu betonen, die dazu ausgebildet sind, die offenbarten Techniken auszuführen, die aber nicht notwendigerweise die Realisierung durch unterschiedliche Hardware-Einheiten erfordern. Vielmehr können, wie oben beschrieben worden ist, verschiedene Einheiten in einer Hardware-Einheit kombiniert werden oder als eine Sammlung zusammenarbeitender Hardware-Einheiten bereitgestellt werden, einschließlich einem oder mehreren Prozessoren in Verbindung mit geeigneter Software und/oder Firmware, wie oben beschrieben wurde.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO-Norm 26262 [0003]
    • ISO-Norm 26262 [0036]

Claims (20)

  1. Gate-Treiber, der aufweist: ein Gate-Signalmodul, das dazu ausgebildet ist, ein Gate-Signal des Gate-Treibers auszugeben, um einen Gate-Anschluss eines Halbleiterbauelements anzusteuern; ein Testmodul, das dazu ausgebildet ist, einen simulierten Störungszustand an einem Halbleiterbauelement während eines Tests eines Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers zu generieren; und ein Überwachungsmodul, das dazu ausgebildet ist, eine Meldung des simulierten Störungszustands als Reaktion auf das Detektieren des simulierten Störungszustands am Halbleiterbauelement auszugeben.
  2. Gate-Treiber nach Anspruch 1, der weiterhin aufweist: einen Ausblendzähler, der dazu ausgebildet ist, das Ausgeben der Meldung des simulierten Störungszustands für wenigstens eine Übergangsphase eines Gate-Steuersignals, das aus einem Steuermodul vom Gate-Signalmodul empfangen wird, zu verzögern.
  3. Gate-Treiber nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Überwachungsmodul ein Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers vom Entsättigungstyp ist und weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Meldung eines mit dem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Entsättigungszustands auszugeben, das das Überwachungsmodul an einem Entsättigungs-Pin des Gate-Treibers detektiert.
  4. Gate-Treiber nach Anspruch 3, der weiterhin einen Schalter aufweist, wobei das Testmodul dazu ausgebildet ist, den simulierten Störungszustand zu generieren wenigstens durch: Schließen des Schalters, um den Entsättigungs-Pin des Gate-Treibers während eines Ausblendzeitraums des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers auf einen Massepegel zu klemmen; und Öffnen des Schalters nach dem Ausblendzeitraum des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers.
  5. Gate-Treiber nach Anspruch 4, bei dem das Überwachungsmodul einen Pull-Up-Widerstand aufweist, der mit dem Entsättigungs-Pin des Gate-Treibers gekoppelt ist und der dazu ausgebildet ist, eine Spannung am Entsättigungs-Pin von Masse auf einen Spannungsschwellenwert zu erhöhen, nachdem das Testmodul den Schalter nach dem Ausblendzeitraum des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers öffnet.
  6. Gate-Treiber nach Anspruch 3, bei dem das Testmodul weiterhin dazu ausgebildet ist, den simulierten Störungszustand wenigstens dadurch zu generieren, dass der Gate-Treiber an der Ausgabe eines Gate-Signals an das Halbleiterbauelement während des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers gehindert wird.
  7. Gate-Treiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Überwachungsmodul ein Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers vom Überstromtyp ist und weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Meldung eines mit dem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Überstromzustands auszugeben, den das Überwachungsmodul an einem Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers detektiert.
  8. Gate-Treiber nach Anspruch 7, der weiterhin einen Schalter aufweist, wobei das Testmodul dazu ausgebildet ist, den simulierten Störungszustand zu generieren wenigstens durch: Generieren eines schwachen Ein- oder Aus-Gate-Signals zur Ausgabe an das Halbleiterbauelement während des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers, wobei das schwache Ein- oder Aus-Gate-Signal weniger Strom führt als ein Nenn-Gate-Signal, das das Halbleiterbauelement außerhalb des Tests in einem Ein-Zustand oder einem Aus-Zustand hält; Öffnen des Schalters vor und während eines Ausblendzeitraums des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers, um den Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers auf einem Massepegel zu halten; Schließen des Schalters, um den Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers nach dem Ausblendzeitraum des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals auf einen Spannungsschwellenwert zu klemmen.
  9. Gate-Treiber nach Anspruch 8, wobei das Testmodul einen Pull-Up-Widerstand umfasst, der mit VCC gekoppelt ist, wobei das Schließen des Schalters, um den Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers nach dem Ausblendzeitraum des Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals auf den Spannungsschwellenwert zu klemmen, aufweist, den Überstromschutz-Pin über den Schalter an den Pull-Up-Widerstand zu koppeln.
  10. Gate-Treiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Halbleiterbauelement ein Leistungsschalter ist, der wenigstens ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor-Bauelement oder ein Bipolartransistorbauelement mit isolierter Gate-Elektrode aufweist.
  11. Gate-Treiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Überwachungsmodul weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Meldung eines tatsächlichen Störungszustands, der nicht dem Testmodul zugeschrieben wird, als Reaktion auf das Detektieren des tatsächlichen Störungszustands am Halbleiterbauelement auszugeben.
  12. Gate-Treiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gate-Signalmodul weiterhin dazu ausgebildet ist, das Gate-Signal auf Basis eines durch den Gate-Treiber von einer Steuereinheit empfangenen Steuersignals auszugeben.
  13. Verfahren zum Testen eines Überwachungs- und Schutzmerkmals eines Gate-Treibers, wobei das Verfahren aufweist: Auslösen eines Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers durch ein Steuermodul, während der der Gate-Treiber einen mit einem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Störungszustand simuliert; als Reaktion auf das Empfangen einer Meldung eines Fehlers, die vom Gate-Treiber als Reaktion auf den simulierten Störungszustand ausgegeben wird, Messen einer Zeitspanne für den Gate-Treiber, um die Meldung des Fehlers nach dem Auslösen des Tests auszugeben, durch das Steuermodul; Vergleichen der gemessenen Zeitspanne mit einem erwarteten Zeitschwellenwert durch das Steuermodul; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die gemessene Zeitspanne nicht den erwarteten Zeitschwellenwert erfüllt, das Bestimmen, dass eine Störung des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers aufgetreten ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der erwartete Zeitschwellenwert wenigstens zum Teil auf einem mit dem Gate-Treiber zusammenhängenden Ausblendzeitraum basiert, der verhindert, dass während des Tests detektierte Anomalien vom Gate-Treiber ausgegeben werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, das weiterhin aufweist: Ausgeben eines Gate-Steuersignals an den Gate-Treiber durch das Steuermodul, wobei der Ausblendzeitraum nach einer Übergangsphase des Gate-Steuersignals auftritt.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers ein Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers vom Überstromtyp aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der erwartete Zeitschwellenwert wenigstens zum Teil auf einer Anstiegszeit basiert, die mit einem Spannungspegel an einem Überstromschutz-Pin des Gate-Treibers zusammenhängt, wobei die Anstiegszeit eine erwartete Zeitspanne für das Ansteigen des Spannungspegels vom Massepegel auf einen Spannungsschwellenwert ist, der auf einen mit dem Gate-Treiber zusammenhängenden Pull-Up-Widerstand zurückzuführen ist, nachdem der Überstromschutz-Pin nach der Auslösung des Tests auf den Spannungsschwellenwert gezogen wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem das Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers ein Überwachungs- und Schutzmerkmal des Gate-Treibers vom Entsättigungstyp aufweist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der erwartete Zeitschwellenwert wenigstens zum Teil auf einer Anstiegszeit basiert, die mit einem Spannungspegel an einem Entsättigungs-Pin des Gate-Treibers zusammenhängt, wobei die Anstiegszeit eine erwartete Zeitspanne für das Ansteigen des Spannungspegels vom Massepegel auf einen Spannungsschwellenwert ist, der auf einen mit dem Gate-Treiber zusammenhängenden Pull-Up-Widerstand zurückzuführen ist, nachdem der Entsättigungs-Pin anschließend an die Auslösung des Tests auf Masse gezogen wird.
  20. Computerlesbares Speichermedium, das Anweisungen aufweist, die, wenn sie ausgeführt werden, wenigstens einen Prozessor eines Steuermoduls dazu konfigurieren, ein Überwachungs- und Schutzmerkmal eines Gate-Treibers durch wenigstens Folgendes zu testen: Auslösen eines Tests des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers, während der der Gate-Treiber einen mit einem Halbleiterbauelement zusammenhängenden Störungszustand simuliert; als Reaktion auf das Empfangen einer Meldung eines Fehlers, die vom Gate-Treiber als Reaktion auf den simulierten Störungszustand ausgegeben wird, das Messen einer Zeitspanne für den Gate-Treiber, um die Meldung des Fehlers nach dem Auslösen des Tests auszugeben; Vergleichen der gemessenen Zeitspanne mit einem erwarteten Zeitschwellenwert; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die gemessene Zeitspanne nicht den erwarteten Zeitschwellenwert erfüllt, das Bestimmen, dass eine Störung des Überwachungs- und Schutzmerkmals des Gate-Treibers aufgetreten ist.
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