DE112008000151B4

DE112008000151B4 - Integrierte Schaltung für einen Fehleranzeige-Ausgang bzw. eine Fehleransprech-Verzögerung

Info

Publication number: DE112008000151B4
Application number: DE112008000151.0T
Authority: DE
Inventors: David Haas; Jonathan Lamarre; Michael C. Doogue
Original assignee: Allegro Microsystems Inc
Current assignee: Allegro Microsystems Inc
Priority date: 2007-02-08
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2028-01-10
Also published as: WO2008097678A1; JP2010518750A; JP4887432B2; KR20090115710A; DE112008000151T5; US7573393B2; US20080191865A1; KR101366768B1; TWI352210B; TW200846689A

Abstract

Zeitverzögerungs-Fehleranzeigegerät, welches Folgendes enthält:
eine integrierte Schaltung (IT), welche Folgendes aufweist:
eine elektronische Schaltung mit einem Fehleranzeige-Signalausgang;
eine Zeitverzögerungsschaltung, welche mit einem Eingang an den Fehleranzeige-Signalausgang angeschlossen ist und einem Ausgang zur Lieferung eines verzögerten Fehleranzeige-Signalausganges, wobei die Zeitverzögerungsschaltung auf ein externes Bezugsignal von einem Widerstands-Kondensator-Netzwerk anspricht, welches mit dem verzögerten Fehleranzeige-Signalausgang gekoppelt ist, um die Zeitverzögerung des verzögerten Fehleranzeigesignals einzustellen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine integrierte Schaltung mit einer Fehler-Verzögerungsschaltung, und insbesondere eine Fehler-Verzögerungsschaltung, bei welcher ein einziger Anschlussstift einer integrierten Schaltung zur Lieferung eines logischen Fehleranzeige-Ausganges und einer vom Benutzer definierbaren Halteverzögerungszeitperiode für eine Fehlerdetektierung mit variabler hoher Geschwindigkeit verwendet wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist in elektronischen Anwendungen oft wünschenswert, eine Fehleranzeige zu bilden, wenn bestimmte Parameter zutreffen. Bei Anwendungen hoher Geschwindigkeit stellt eine Fehlerdetektierung mit hoher Geschwindigkeit ein Problem dar, da Störungen oder andere Erscheinungen sich als eine irrtümliche Fehleranzeige darstellen.
Die Verwendung von Filtertechniken zur Verminderung der Störung kann einen Irrtum in die Fehlermessung einführen, indem die Fähigkeit der Fehlerdetektierung verlangsamt wird. Aus diesem Grunde ist es nicht erwünscht, Filtertechniken zur Verminderung unerwünschter Störungen zu verwenden.
Eine bekannte Lösung zur Verminderung irrtümlicher Fehleranzeigen besteht in der Verwendung einer Fehlerverzögerungsschaltung an dem Ausgang der Fehleranzeigeschaltung. Bei einer solchen Anordnung wird der Ausgang der Fehleranzeigeschaltung untersucht und nur dann, wenn die Fehleranzeige für eine Zeitdauer existiert, welche länger als eine vorbestimmte Zeitdauer ist, ändert sich der Ausgang der Fehleranzeige-Verzögerungsschaltung von einer keinem Fehler entsprechenden Anzeige in eine Anzeige entsprechend einem existierenden Fehler. Bei bekannten integrierten Schaltungen zur Verwirklichung dieser Funktionen dient ein Anschlussstift der integrierten Schaltung zur Einstellung der vorbestimmten Zeitdauer für die Verzögerung in einer bestimmten Anwendung, und ein zweiter Anschlussstift dient zur Lieferung des Fehleranzeigesignals. Angesichts der Notwendigkeit zur Reduzierung der Packungsgröße und der Chipfläche unter gleichzeitiger Schaffung größerer Leistungsfähigkeit bei einer integrierten Schaltung ist es wünschenswert, die Anschlussstiftzahl zum Erreichen der Fehleranzeige zu vermindern.
Aus der DE 40 09 094 A1 ist ein zeitverzögerter Fehlerstromschutzschalter bekannt, der einen Haltemagnetauslöser, der unmittelbar an die Sekundärwicklung eines Summenstromwandlers über einen Kondensator angeschaltet ist, hat. An zwei vom Fehlerstromschutzschalter schaltbare Hauptleiter, ist eine Gleichstromversorgungsschaltung angeschlossen, von welcher über wenigstens eine Diode der Haltemagnetauslöser gleichsinnig zu dem Haltemagneten mit Gleichstrom erregbar ist. An die Sekundärwicklung oder eine Tertiärwicklung des Summenstromwandlers ist ein Verstärker angeschlossen, von welchem über ein Verzögerungsglied nach Ablauf der Verzögerungszeit eine die Ausgangsklemmen der Gleichstromversorgungsschaltung kurzschließende elektronische Schalteinrichtung ansteuerbar ist. Der Fehlerstromschutzschalter ist einfach im Aufbau und kommt mit einer geringen Anzahl von Windungen für die Sekundärwicklung des Summenstromwandlers aus. Zugleich ist der Fehlerstromschutzschalter unempfindlich gegenüber Stoßspannungen, Parasitenströmen und mechanischen Einflüssen.
In der JP S59-103 422 A wird ein Steuern des Wertes der Zeitkonstante durch Verbinden eines Kondensators, eines Widerstands und eines Schaltelements und Steuern des Ein/Aus-Verhältnisses des Schaltelements beschrieben. Ein Widerstand ist über ein Schaltelement mit einem Kondensator verbunden. Die Zeitkonstante der Schaltung, wenn das Schaltelement eingeschaltet ist, ist ein Produkt von Werten des Widerstands und des Kondensators. Der Strom, der zu dem Schaltelement in der Zeiteinheit fließt, hängt von dem Verhältnis von Ton und Toff ab, wobei Ton die Einschaltzeit des Schaltelements und Toff die Ausschaltzeit ist. Ton und Toff werden durch eine Steuerschaltung geeignet eingestellt, was zur Folge hat, dass die Zeitkonstante erhöht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Zeitverzögerungs-Fehleranzeigeschaltung eine integrierte Schaltung (IC) mit einer elektronischen Schaltung, welche einen Fehleranzeigesignalausgang und eine Zeitverzögerungsschaltung aufweist, die einen Eingang, der mit dem Fehleranzeigesignalausgang verbunden ist und einen Ausgang besitzt, um einen verzögerten Fehleranzeigesignalausgang zu bieten, wobei die Zeitverzögerungsschaltung auf ein äußeres Bezugssignal von einem Widerstands-Kondensator-Netzwerk anspricht, welches mit dem Ausgang für das verzögerte Fehleranzeigesignal gekoppelt ist, um die Zeitverzögerung des verzögerten Fehleranzeigesignals einzustellen. Bei einer solchen Anordnung kann ein Zeitverzögerungsfehlersignal an einem Ausgangsanschlussstift einer integrierten Schaltung dargeboten werden und die Dauer der Zeitverzögerung kann unter Verwendung eines äußeren Kondensators eingestellt werden, der mit demselben Anschlussstift verbunden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Zeitverzögerungsschaltung einen Feldeffekttransistor mit einem Gate, einem mit Erde verbundnen Drain und einer Source, welche mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung verbunden ist; ferner einem Haltekreis mit einem Eingang und einem schaltbaren Ausgang, welcher an das Gate des Feldeffekttransistors angeschlossen ist;
und einem Vergleicher, welcher einen Ausgang, der mit dem Eingang des Haltekreises verbunden ist, sowie einen ersten und einen zweiten Eingang aufweist, wobei der erste Eingang mit einem internen Bezugssignal und der zweite Eingang mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung jeweils verbunden ist. Bei einer solchen Anordnung kann, wenn das Eingangssignal zu der Zeitverzögerungsschaltung sich von einer hohen Spannung zu einer niedrigen Spannung ändert, die Wirkung dieser Änderung an dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung für eine Zeitdauer verzögert werden, welche unter Verwendung eines äußeren Kondensators, der an den Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung angeschlossen ist, eingestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Zeitverzögerungs-Fehleranzeigeschaltung weiter ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk außerhalb der integrierten Schaltung mit einem Kondensator, welcher in Reihe zu einem Widerstand geschaltet ist, um die Zeitverzögerungsschaltung zu vervollständigen. Bei einer solchen Anordnung ist ein äußeres Bezugssignal für die Zeitverzögerungsschaltung an dem Ausgangsanschluss verfügbar, um die Zeitverzögerungs-Fehleranzeigeschaltung zu vervollständigen.
Figurenliste
Die vorstehenden Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie diese selbst können noch vollständiger aus der folgenden Erläuterung der Zeichnungen verständlich werden, in welchen:

1 ein Schaltbild einer integrierten Schaltung darstellt, welche eine Zeitverzögerungsschaltung gemäß der Erfindung aufweist;
2 ein Zeitdiagramm zeigt, welches den Spannungspegel an den Fehleranzeige-Anschlussstift der integrierten Schaltung wiedergibt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 eine Zeitverzögerungsschaltung abgebildet, welche hauptsächlich innerhalb einer integrierten Schaltung konfiguriert sein kann, um eine Zeitverzögerung für ein Fehleranzeigesignal zu erzeugen, damit irrtümliche Fehleranzeigen in einer elektronischen Schaltung vermindert werden.
Die integrierte Schaltung 10 mit einer Anzahl von Anschlussstiften (nicht dargestellt) einschließlich eines Anschlussstiftes 18 ist eine integrierte Standardschaltung mit einer Standardzelle, die eine halb-kundenbezogene elektronische Schaltung 12 umfasst, die bestimmte Merkmale aufweist, welche für eine bestimmte Anwendung erforderlich sind, vorliegend eine Hochgeschwindigkeitsanwendung. Eines der von der elektronischen Schaltung 12 gebotenen Merkmale ist ein internes Fehleranzeigesignal 14. Auf Grund von Schaltstörungen und anderen Erscheinungen, welche ein falsches inneres Fehleranzeigesignal erzeugen können, ist eine Fehleranzeige-Halte-Verzögerungsschaltung 100 vorgesehen, um die Möglichkeit eines irrtümlichen Fehleranzeigesignals herabzusetzen.
Die Fehleranzeige-Halte-Verzögerungsschaltung 100 enthält eine interne Schaltung 110, wobei es sich um eine Schaltungsanordnung innerhalb der integrierten Schaltung 10 handelt, und eine externe Schaltungsanordnung 120, wobei es sich um eine Schaltungsanordnung handelt, die außerhalb der integrierten Schaltung 10 liegt, wobei die externe Schaltungsanordnung 120 mit der internen Schaltungsanordnung 110 unter Verwendung des Anschlussstiftes 18 der integrierten Schaltung 10 verbunden ist und wobei der Anschlussstift 18 auch das externe Fehleranzeigesignal 30 darbietet. Die interne Schaltungsanordnung 110 enthält eine Stromquelle 16, einen Vergleicher 20, einen Haltekreis 22 und ein MOSFET-Schaltelement 24. Die externe Schaltungsanordnung 120 enthält einen Widerstand 26 und einen Kondensator 28. Wie in 1 gezeigt wird das interne Fehleranzeigesignal 14, welches durch die elektronische Schaltung 12 erzeugt wird, an die Stromquelle 16 gelegt. Die andere Seite der Stromquelle 16 ist mit dem Anschlussstift 18 der integrierten Schaltung 10 sowie auch mit einem der Eingänge des Vergleichers 20 verbunden. Der andere Eingang des Vergleichers 20 ist mit einer Bezugsspannung verbunden. Der Ausgang des Vergleichrs 20 ist mit einem Eingang des Haltekreises 22 verbunden. Der Haltekreis 22 enthält auch einen Rückstelleingang und einen schaltbaren Ausgang 22a, der mit einem Gate des MOSFET-Schaltelements 24 verbunden ist. Das MOSFET-Schaltelement 24 enthält eine Drainelektrode, welche mit Erde verbunden ist, und eine Sourceelektrode, welche Verbindung zu dem Anschlussstift 18 und einem der Eingänge zum Vergleicher 20 hat, wie in 1 gezeigt ist. Die externe Schaltungsanordnung 120 enthält einen Widerstand 26, wobei ein Ende des Widerstands 26 mit einer Spannungsquelle Vcc verbunden ist und das andere Ende Verbindung zu dem Anschlussstift 18 der integrierten Schaltung 10 hat. Zur Vervollständigung der externen Schaltungsanordnung 120 dient ein Kondensator 28, der mit einem Ende an Erde gelegt ist und mit dem anderen Ende Verbindung zu dem Anschlussstift 18 der integrierten Schaltung 10 hat.
Im normalen Betriebsmodus ist, wenn das interne Fehlermeldesignal 14 einen hohen Signalzustand hat, das MOSFET-Schaltelement 24 nicht leitend, die Stromquelle 16 ist ausgeschaltet (Leerlauf), und der Anschlussstift 18 ist auf hohem Signalzustand mit einer Spannung von annähernd Vcc, da der Kondensator 28 geladen ist und kein Strom in die Schaltung fließt. Wenn das interne Fehlermeldesignal 14 auf niedrigen Signalzustand geht, dann schaltet sich die Stromquelle 16 ein, und der Kondensator 28 beginnt sich über die Stromquelle 16 mit niedriger Abfallrate zu entladen, welche durch die Größe des äußeren Kondensators 28 eingestellt wird. Es sei nun auch auf 2 Bezug genommen. Die Spannung an dem Anschlussstift 18 zur Zeit T1 nähert sich Vcc, beispielsweise 5 Volt an, wenn das interne Fehlermeldesignal 14 auf niedrigen Signalzustand geht. Da der Kondensator fortfährt, sich zu entladen, fällt die Spannung am Anschlussstift 18 weiter ab, bis sie die Bezugsspannung Vref, beispielsweise 3 Volt, zu der Zeit T2 erreicht. Sobald die Spannung an dem Anschlussstift 18 unter Vref fällt, hat der Ausgang des Vergleichers 20 einen Übergang und liefert ein Signal an den Haltekreis 22, der wiederum den Ausgang 22a des Haltekreises 22 aktiviert, um das MOSFET-Schaltelement 24 einzuschalten, welches vorliegend ein N-Kanal-MOSFET ist. Ist das MOSFET-Schaltelement aktiviert, dann wird der Anschlussstift 18 rasch auf Erde gezogen, wie in 2 zu der Zeit T2 gezeigt ist.
Bei einer solchen Anordnung kann eine Zeitverzögerung (T2-T1) in die Schaltung eingeführt werden, um die Zeit zu verzögern, zu der das Fehleranzeigesignal 14 an dem Ausgang der integrierten Schaltung dargeboten wird, um Störungen und andere Erscheinungen zu kompensieren, welche als ein irrtümliches Fehleranzeigesignal auftreten können. Die Zeitverzögerung kann so eingestellt werden, dass sie länger als die Zeitdauer der meisten vorübergehenden Störsignale ist, um die Anzahl irrtümlicher Fehleranzeigesignale zu vermindern. Es sei angemerkt, dass eine derartige Anordnung nur einen einzigen Anschlussstift der integrierten Schaltung 10 erforderlich macht, der verwendet wird, wobei der Anschlussstift 18 dazu dient, die externe Fehleranzeige zu liefern, sowie auch die Zeitverzögerung für die Fehl erhalte-Verzögerungsschaltung 100 einzustellen.
Es wird nun verständlich, dass eine integrierte Schaltung mit einer Zeitverzögerungsschaltung bereitgestellt werden kann, in welcher ein einziger Anschlussstift der integrierten Schaltung sowohl ein zeitverzögertes Fehleranzeigesignal am Ausgang erzeugt und ein Bezugssignal empfangen kann, um die Zeitdauer der erzeugten Zeitverzögerung zu bestimmen, sowie auch die Dauer der Zeitverzögerung einzustellen, welche von einem Benutzer als eine benötigte Zeitverzögerung für eine bestimmte Verwirklichung der integrierten Schaltung gewünscht wird.
Nach einer Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird für den Fachmann auf diesem Gebiete offenbar, dass andere Ausführungsformen, welche in diesen Konzepten aufgebaut sind, verwendet werden können. Es ist daher davon auszugehen, dass diese Ausführungsformen nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sind, sondern nur durch den Umfang der anliegenden Ansprüche beschränkt sein sollten.

Claims

Zeitverzögerungs-Fehleranzeigegerät, welches Folgendes enthält: eine integrierte Schaltung (IT), welche Folgendes aufweist: eine elektronische Schaltung mit einem Fehleranzeige-Signalausgang; eine Zeitverzögerungsschaltung, welche mit einem Eingang an den Fehleranzeige-Signalausgang angeschlossen ist und einem Ausgang zur Lieferung eines verzögerten Fehleranzeige-Signalausganges, wobei die Zeitverzögerungsschaltung auf ein externes Bezugsignal von einem Widerstands-Kondensator-Netzwerk anspricht, welches mit dem verzögerten Fehleranzeige-Signalausgang gekoppelt ist, um die Zeitverzögerung des verzögerten Fehleranzeigesignals einzustellen.
Zeitverzögerungs-Fehleranzeigegerät nach Anspruch 1, bei welchem die Zeitverzögerungsschaltung Folgendes enthält: eine Konstantstromquelle zur Erde, welche bei einem internen Fehleranzeigesignal kippt; einen Feldeffekttransistor mit einem Gate, einem Drain, der mit Erde verbunden ist, und einer Source, welche mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung verbunden ist; einen Haltekreis mit einem Eingang und einem schaltbarem Ausgang, welcher an das Gate des Feldeffekttransistors angeschlossen ist; und einen Vergleicher mit einem Ausgang, welcher mit dem Eingang des Haltekreises verbunden ist und einem ersten und einem zweiten Eingang, wobei der erste Eingang mit einem internen Bezugssignal verbunden ist und der zweite Eingang mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung verbunden ist.
Zeitverzögerungs-Fehleranzeigegerät nach Anspruch 2, welches weiter Folgendes enthält: ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk, welches extern zu der integrierten Schaltung vorgesehen ist und einen Kondensator enthält, der in Reihe mit einem Widerstand geschaltet ist, um die Zeitverzögerungsschaltung zu vervollständigen.
Zeitverzögerungs-Fehleranzeigegerät, welches Folgendes enthält: eine integrierte Schaltung (IC), welche Folgendes aufweist: eine elektronische Schaltung mit einem Fehleranzeige-Signalausgang; eine Zeitverzögerungsschaltung mit einem Eingang, der an den Fehleranzeige-Signalausgang angeschlossen ist, und einem Ausgang zur Lieferung eines verzögerten Fehleranzeigesignalausgangs, wobei die Zeitverzögerungsschaltung auf ein externes Bezugssignal von einer Widerstands-Kondensator-Netzwerkschaltung anspricht, welche mit dem verzögerten Fehleranzeigesignalausgang gekoppelt ist, um die Zeitverzögerung des verzögerten Fehleranzeigesignals einzustellen, wobei die Zeitverzögerungsschaltung Folgendes enthält: eine Konstantstromquelle zur Erde hin, welche bei einem internen Fehler Anzeigesignal gibt; einen Feldeffekttransistor mit einem Gate, einem Drain, der mit Erde verbunden ist, und einer Source, welche mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung verbunden ist; einen Haltekreis mit einem Eingang und einem schaltbaren Ausgang, welcher mit dem Gate des Feldeffekttransistors verbunden ist; einen Vergleicher mit einem Ausgang, der mit dem Eingang des Haltekreises verbunden ist, und einem ersten und einem zweiten Eingang, wobei der erste Eingang mit einem internen Bezugssignal verbunden ist und der zweite Eingang mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung verbunden ist.
Zeitverzögerungs-Fehleranzeigegerät nach Anspruch 4, welches ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk außerhalb der integrierten Schaltung enthält, welches einen Kondensator aufweist, der in Serie mit einem Widerstand geschaltet ist, um die Zeitverzögerungsschaltung zu vervollständigen.
Zeitverzögerungs-Fehleranzeigegerät, welches Folgendes enthält: einen integrierte Schaltung (IC), welche Folgendes aufweist: eine elektronische Schaltung mit einem Fehleranzeige-Signalausgang; eine Zeitverzögerungsschaltung mit einem Eingang, der mit dem Fehleranzeige-Signalausgang verbunden ist, und einem Ausgang zur Lieferung eines verzögerten Fehleranzeigesignalausgangs, wobei die Zeitverzögerungsschaltung auf eine externes Bezugssignal von einem Widerstands-Kondensator-Netzwerk anspricht, das mit dem verzögerten Fehleranzeigesignalausgang gekoppelt ist, um die Zeitverzögerung des verzögerten Fehleranzeigesignals einzustellen, wobei die Zeitverzögerungsschaltung Folgendes enthält: eine Konstantstromquelle zur Erde, welche bei einem internen Fehleranzeigesignal kippt; ein Feldeffekttransistor mit einem Gate, einem Drain, der mit Erde verbunden ist, und einer Source, die mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung verbunden ist; einen Haltekreis mit einem Eingang und einem schaltbaren Ausgang, welcher mit dem Gate des Feldeffekttransistors verbunden ist; einen Vergleicher mit einem Ausgang, der mit dem Eingang des Haltekreises verbunden ist, und einem ersten und einem zweiten Eingang, wobei der erste Eingang mit einem internen Bezugssignal verbunden ist und der zweite Eingang mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung verbunden ist; und ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk außerhalb der integrierten Schaltung, welches einen Kondensator enthält, der in Reihe mit einem Widerstand geschaltet ist, um die Zeitverzögerungsschaltung zu vervollständigen.