DE19518860A1

DE19518860A1 - Schaltungsanordnung einer getakteten Halbleiterendstufe

Info

Publication number: DE19518860A1
Application number: DE1995118860
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Kessler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1996-11-28
Also published as: WO1996037957A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung ei ner getakteten Halbleiterendstufe nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Es ist bekannt, zum Schalten von Lasten, beispiels weise induktiven Lasten getaktete Halbleiterendstu fen einzusetzen. Diese weisen zwei Ansteuerschal tungen auf, die mit einem gemeinsamen Eingangsan schluß verbunden sind, an dem ein Pulsweiteninfor mations-Signal, also ein Rechtecksignal anliegt. Die erste Ansteuerschaltung ist mit einem ersten Schaltmittel und die zweite Ansteuerschaltung mit einem zweiten Schaltmittel verbunden. Die Schalt mittel sind in einer Brückenschaltung zusammenge schaltet an deren Ausgangsanschlüssen die Last ein geschaltet beziehungsweise kurzgeschlossen werden kann. Je nach dem gerade anliegenden Informations inhalt der Pulsweiteninformation wird über die er ste Ansteuerschaltung das erste Schaltmittel oder über die zweite Ansteuerschaltung das zweite Schaltmittel betätigt. Hierbei ist entscheidend, daß entweder das erste oder das zweite Schaltmittel erst zu einem Zeitpunkt zugeschaltet wird, bei dem das jeweils andere Schaltmittel sicher geöffnet ist, da es ansonsten zu einem Brückenkurzschluß kommen würde. Hierzu ist es bekannt, in den Ansteu erschaltungen sogenannte Totzeitglieder vorzusehen, mittels denen eine feste Verzögerungszeit einstell bar ist, um die eine verzögerte Auslösung der An steuerschaltung und damit der Zuschaltung des Schaltmittels eingestellt wird. Nachteilig ist, das zum Realisieren der Totzeitglieder, die in der Re gel aus einem Tiefpaß mit nachgeschaltetem hystere sebehaftetem Komparator bestehen, ein relativ auf wendiger Schaltungsaufwand notwendig ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß mit einem geringen Schaltungsauf wand ein Brückenkurzschluß sicher vermieden werden kann. Dadurch, daß die Ansteuerschaltungen logisch miteinander verknüpft sind, ist es vorteilhaft mög lich, die Schaltungsanordnung so auszulegen, daß die den Schaltmitteln zugeordneten Ansteuerschal tungen erst zu einem Zeitpunkt ein Schaltsignal be reitstellen, zu dem das jeweils andere Schaltmittel sicher geöffnet ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß ein mit dem zweiten Schaltmittel ver bundener Ausgang der zweiten Ansteuerschaltung mit der ersten Ansteuerschaltung verbunden ist und ein mit dem ersten Schaltmittel verbundener Ausgang der ersten Ansteuerschaltung mit der zweiten Ansteuer schaltung verbunden ist. Hierdurch wird sehr vor teilhaft erreicht, daß, solange das Ansteuersignal des abzuschaltenden Schalters nicht unter seine Ab schaltschwelle abgesunken ist, das Ansteuersignal des einzuschaltenden Schalters der jeweils anderen Ansteuerschaltung unterdrückt wird. Eine derartige Kopplung der beiden Ansteuerschaltungen ist mit einfachen schaltungstechnischen Mitteln erzielbar, die beispielsweise eine Blockierung des jeweiligen Ausganges der Ansteuerschaltung für ein Schaltsi gnal bewirken.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen in der Erfin dung ergeben sich aus den übrigen in den Unteran sprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausfüh rungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schal tungsanordnung zeigt, näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der einzigsten Figur ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete Schaltungsanordnung einer getakteten Halbleiterendstufe gezeigt. Die Schaltungsanordnung 10 weist eine als Blockschaltbild dargestellte er ste Ansteuerschaltung 12 und eine ebenfalls als Blockschaltbild dargestellte zweite Ansteuerschal tung 14 auf. Die Ansteuerschaltungen 12 und 14 sind mit einem gemeinsamen Eingangsanschluß 16 der Schaltungsanordnung 10 verbunden.

Ein Ausgang 18 der Ansteuerschaltung 12 ist mit ei nem ersten Schaltmittel 20, im gezeigten Beispiel mit dem Gate-Anschluß eines ersten MOSFET-Transi stors T1 verbunden. Ein Ausgang 22 der zweiten An steuerschaltung 14 ist mit einem zweiten Schaltmit tel 24, im gezeigten Beispiel mit dem Gate-Anschluß eines zweiten MOSFET-Transistors T2 verbunden. Der Drain-Anschluß des ersten Transistors T1 ist mit einer Spannungsquelle U-BAT verbunden. Der Source- Anschluß des Transistors T1 ist mit einem Knoten punkt K1 verbunden. Mit dem Knotenpunkt K1 ist wei terhin der Drain-Anschluß des zweiten Transistors T2 verbunden. Der Source-Anschluß des zweiten Tran sistors T2 ist mit einem Anschluß 26 verbunden, dessen Potentional niedriger ist als die Spannung U-BAT. Der Knotenpunkt K1 ist zu einem ersten Aus gangsanschluß 28 der Schaltungsanordnung 10 ge führt. Die Schaltungsanordnung 10 weist ferner einen zweiten Ausgangsanschluß 30 auf, der mit ei nem Anschluß 32 verbunden ist, welcher auf dem gleichen Potential wie der Anschluß 26 liegt.

Der Ausgang 18 der ersten Ansteuerschaltung 12 ist weiterhin über eine hier angedeutete Verbindung 34 mit der Ansteuerschaltung 14 verbunden. Ferner ist der Ausgang 22 der zweiten Ansteuerschaltung 14 über eine hier angedeutete Verbindung 36 mit der ersten Ansteuerschaltung 12 verbunden.

Die in der Figur gezeigte Schaltungsanordnung 10 übt folgende Funktion aus:
Am Eingangsanschluß 16 der Schaltungsanordnung 10 liegt eine Pulsweiteninformation in Form eines Rechtecksignales an. Das Rechtecksignal zeichnet sich bekannter Weise durch einander abwechselnde High-Zustand und Low-Zustand aus. Je nachdem wel chen der zwei Zustände das Eingangssignal gerade angenommen hat, wird entweder die erste Ansteuer schaltung 12 oder die zweite Ansteuerschaltung 14 mit dem Eingangssignal beaufschlagt. Für den Fall, daß das Eingangssignal gerade den High-Zustand auf weist, wird die Ansteuerschaltung 12 aktiviert. Diese stellt an ihrem Ausgang 18 daraufhin ein Aus gangssignal bereit, das am Gate-Anschluß des Tran sistors T1 anliegt und somit den Transistor T1 durchschaltet. Die Ansteuerschaltung 14 ist zu die sem Zeitpunkt inaktiv, das heißt, an deren Ausgang 22 liegt kein Ausgangssignal an, so daß der Transi stor T2 gesperrt ist. Somit liegt über dem ge schlossenen Transistor T1 an dem Ausgangsanschluß 28 die Spannung U-BAT an. Eine zwischen den Aus gangsanschlüssen 28 und 30 - hier nicht darge stellte - Last, kann somit geschaltet werden. Die Last kann beispielsweise eine induktive Last sein. In Kraftfahrzeugen können mit der Schaltungsanordnung 10 beispielsweise Motoren, Spulen oder ähnli ches geschaltet werden.

Über die Verbindung 34 liegt das am Ausgang 18 der ersten Ansteuerschaltung 12 anliegende Steuersignal gleichzeitig an der Ansteuerschaltung 14 an. Dieses blockiert, in hier nicht näher dargestellter Weise, den Ausgang 22 der zweiten Ansteuerschaltung 14.

Nimmt nunmehr das am Eingangsanschluß 16 anliegende Eingangssignal seinen Low-Zustand an, wird die An steuerschaltung 14 aktiviert. Die erste Ansteuer schaltung 12 geht hierbei in ihren inaktiven Zu stand über. Die zweite Ansteuerschaltung 14 stellt nunmehr an ihrem Ausgang 22 ein Steuersignal für den zweiten Transistor T2 bereit. Dieses Steuersi gnal kann jedoch nur dann am Ausgang 22 anliegen, wenn zuvor die Blockierung der zweiten Ansteuer schaltung 14 über die Verbindung 34 aufgehoben wurde. Dies geschieht jedoch erst zu einem Zeit punkt, zu dem das Ansteuersignal der ersten Ansteu erschaltung 12 für den Transistor T1 unter die Ab schaltschwelle des Transistors T1 gesunken ist, so daß dieser sicher geöffnet hat, bevor die Blockie rung der zweiten Ansteuerschaltung 14 aufgehoben wird. Somit wird sichergestellt, daß der zweite Transistor T2 erst dann angesteuert und somit ge schlossen werden kann, wenn der erste Transistor T1 geöffnet ist.

Bei geschlossenem Transistor T2 wird der Ausgangs anschluß 28 mit dem an dem Anschluß 26 liegenden Potential verbunden, so daß an den Ausgangsan schlüssen 28 und 30 (bei einem ideal angenommenen Transistor T2) das gleiche Potential anliegt. Die an den Ausgangsanschlüssen 28 und 30 liegende Last wird somit kurzgeschlossen. Insbesondere bei induk tiven Lasten kann so über den Transistor T2 ein Freilaufstrom fließen.

Schaltet das an dem Eingangsanschluß 16 anliegende Eingangssignal nunmehr wiederum in seine High-Zu stand um, wird in vollkommen analoger Weise die Blockierung der Ansteuerschaltung 12 über die Ver bindung 36 erst aufgehoben, wenn das Ansteuersignal für den zweiten Transistor T2 unter dessen Ab schaltschwelle gesunken ist. Am Ausgang 18 der er sten Ansteuerschaltung 12 kann somit erst ein Schaltsignal für den ersten Transistor T1 anliegen, wenn der zweite Transistor T2 sicher geöffnet ist.

Durch die Verbindungen 34 beziehungsweise 36 wird letztendlich erreicht, daß zwischen der Spannungs quelle U-BAT und dem auf dem niederen Spannungsni veau liegendem Anschluß 26 ein Kurzschluß ausge schlossen ist, da entweder der Transistor T1 oder der Transistor T2 geöffnet beziehungsweise ge schlossen ist.

Claims

1. Schaltungsanordnung einer getakteten Halblei terendstufe mit einer ersten Ansteuerschaltung, die aufgrund eines an einem Eingangsanschluß anliegen dem High-Signal einer Pulsweiteninformation ein er stes Schaltmittel schaltet und einer zweiten An steuerschaltung, die aufgrund eines Low-Signals der Pulsweiteninformation ein zweites Schaltmittel schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuer schaltungen (12, 14) logisch miteinander verknüpft sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß ein mit dem zweiten Schaltmittel (24) verbundener Ausgang (22) der zweiten Ansteuer schaltung (14) mit der Ansteuerschaltung (12) ver bunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem ersten Schaltmittel (20) verbundener Ausgang (18) der ersten Ansteuerschaltung (12) mit der zweiten Ansteuerschaltung (14) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Verbindung (34, 36) der Ausgänge (18, 22) mit den Ansteuerschaltungen (12, 14) jeweils eine Aus lösung der Ansteuerschaltungen (12, 14) blockierbar ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (20, 24) in einer Brückenschaltung verschaltete MOSFET-Transistoren (T1, T2) sind.