ITMI980173A1 - Circuito di protezione della batteria di rilevamento di corrente e di monitoraggio di temperatura - Google Patents

Circuito di protezione della batteria di rilevamento di corrente e di monitoraggio di temperatura

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ITMI980173A1
ITMI980173A1 IT98MI000173A ITMI980173A ITMI980173A1 IT MI980173 A1 ITMI980173 A1 IT MI980173A1 IT 98MI000173 A IT98MI000173 A IT 98MI000173A IT MI980173 A ITMI980173 A IT MI980173A IT MI980173 A1 ITMI980173 A1 IT MI980173A1
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Roger Miller
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Description

DESCRIZIONE
di una domanda di Brevetto d'invenzione dal titolo:
"CIRCUITO DI PROTEZIONE DELLA BATTERIA, DI RILEVAMENTO DI CORRENTE, E DI MONITORAGGIO DI TEMPERATURA"
1. Campo dell'invenzione
La presente invenzione si riferisce ai circuiti di protezione dall’inversione della batteria, di rilevamento di corrente e di rilevamento di temperatura e, più in particolare, ad un nuovo circuito per eseguire tutte le tre funzioni e produrre un suo segnale di uscita digitate.
2 . Tecnica correlata
I circuiti di potenza convenzionali che sono collegati ad una batteria (per esempio una batteria di automobile) utilizzano una combinazione di relè elettromeccanico e di diodo per proteggere il circuito di potenza dal danno prodotto dalle condizioni di inversione della batteria. Il rilevamento di corrente nei circuiti di potenza convenzionali è generalmente ottenuto usando un resistore in derivazione.
Un circuito di potenza convenzionale 10, come viene usato nell'industria automobilistica, è illustrato in Figura 1. Il circuito di potenza 10 include un cavo bus a CC positivo (B+) e un terminale di terra per il collegamento ad una batteria (non illustrata) sei transistori di potenza, Q1-Q6, formano un circuito a ponte completo per l'azionamento, per esempio, di un motore ad induzione trifase. I circuiti di controllo 11 , 12 e 13 dell'azionamento delle gate alternativamente inseriscono e disinseriscono i transistori di potenza Q1-Q6 per produrre tensione ad impulsi nei terminali A, B e C come è noto nella tecnica.
Un circuito a relè, M, viene usato per proteggere i transistori di potenza dal danno se la batteria viene collegata con collegamento invertito.
Quando la batteria viene invertita, il diodo D1 viene polarizzato inversamente di modo che viene bloccato il passaggio della corrente attraverso la bobine del relè. Il contatto del relè quindi si apre per disinserire la batteria dal circuito di potenza 10. Quando la batteria è collegata correttamente la corrente di conduzione attraversa il diodo D1 e la bobina del relè di modo che il contatto del relè si chiude e il circuito di potenza viene alimentato dalla batteria in B+ verso la terra.
Il rilevamento di corrente nel circuito di potenza convenzionale 10 di Figura 1 è ottenuto rilevando la tensione fra i capi di un resistore di derivazione R1 come è ben noto nalla tecnica. Il rilevamento di temperatura nel circuito di potenza convenzionale 10 non è possibile senza fornire un componente di rilevamento di temperatura addizionale, per esempio una termocoppia, un termistore o simili.
Il circuito di potenza convenzionale 10 di Figura 1 è svantaggioso in quanto nell'industria automobilistica le informazioni provenienti dal rilevatore di corrente e dal rilevatore di temperatura sono tipicamente inviate ad un microprocessore o simile nella forma di un'informazione digitale per essere usate dal microprocessore per il controllo del funzionamento complessivo dell'automobile.
In accordo a quanto detto esiste una necessità nella tecnica per una soluzione poco costosa per fornire una protezione dall'inversione della batteria, di rilevamento di corrente e di rilevamento di temperatura in un circuito di potenza che utilizza un numero minimo di componenti di circuiti e fornisce un'interfaccia digitale per inviare le informazioni di corrente e di temperatura ad un microprocessore.
SOMMARIO DELL' INVENZIONE
Per superare gli svantaggi dei circuiti di potenza della tecnica precedente che utilizzano circuiti di protezione dall’inversione della batteria, circuiti di rilevamento di corrente e circuiti di rilevamento di temperatura convenzionali, la presente invenzione utilizza un dispositivo a semiconduttori di potenza, preferibilmente un dispositivo a gate MOS come un dispositivo MOSFET o IGBT di potenza nel percorso di corrente di conduzione di uno stadio di potenza per fornire le capacità di protezione dall'inversione della batteria, di rilevamento di corrente e di rilevamento di temperatura. La gate del dispositivo a semiconduttori di potenza è collegata al terminale del cavo bus positivo del circuito ed è alternativamente col legata a terra quando deve essere monitorata la temperatura. In accordo con un altro aspetto dell'invenzione, viene usato un dispositivo di conversione delle informazioni che è adatto per convertire un segnale analogico che indica almeno uno fra i valori della corrente che attraversa un elemento di rilevamento della corrente e di un segnale di temperatura prodotto con un elemento di rilevamento di temperatura in informazioni digitali per fornirlo ad un microprocessore.
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno dalla lettura della descrizione seguente deH'invenzione fatta con riferimento ai disegni allegati.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Allo scopo di illustrare l'invenzione, viene mostrata nel disegno una forma di realizzazione che è attualmente preferita, essendo inteso che, tuttavia, l'invenzione non è limitata alla forma di realizzazione esatta e praticamente illustrata.
- La Figura 1 è uno schema funzionale di un circuito di potenza della tecnica precedente che utilizza la circuiteria di protezione dall'inversione della batteria e di rilevamento della corrente;
- La Figura 2 è uno schema funzionale di un circuito di potenza che utilizza la circuiteria di protezione dall'inversione della batteria, di rilevamento della corrente e di rilevamento di temperatura in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione;
- La Figura 3 è uno schema funzionale di un circuito di potenza che utilizza la circuiteria di rilevamento della corrente in accordo con un'altra forma di realizzazione della presente invenzione;
- La Figura 4 è uno schema funzionale di un circuito di potenza che utilizza la circuiteria di rilevamento della corrente in accordo con ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione;
- La Figura 5 è uno schema funzionale dì un circuito di potenza che utilizza la circuiteria di rilevamento della corrente in accordo con ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione; e
- La Figura 6 è uno schema funzionale di un circuito di potenza che utilizza la circuiteria di protezione dall'inversione della batteria, di rilevamento della corrente e la circuiteria di rilevamento della temperatura in accordo con la presente invenzione;
- La Figura 7 è uno schema funzionale di un circuito di potenza che utilizza la circuiteria di protezione dallinversìone della batteria e dì rilevamento della corrente in accordo con una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL' INVENZIONE
Con riferimento ora ai disegni nei quali i numeri eguali indicano elementi eguali, viene illustrato in Figura 2 un circuito di potenza 100 avente una configurazione in accordo con una prima forma di realizzazione della presente invenzione. Il circuito di potenza 100 di Figura 2 ha uno stadio di potenza simile a quello di Figura 1, ma utilizza un circuito originale di protezione dall'inversione della batteria che può anche fornire capacità di rilevamento della corrente e di rilevamento della temperatura.
Il circuito di potenza 100 include un MOSFT di potenza Q7 di conduzione verticale a canali N collegato in serie con la terra attraverso il percorso di corrente di conduzione dello stadio di potenza. Si deve notare che può essere usato un qualsiasi dispositivo a semiconduttori di potenza avente un diodo di struttura principale nel corretto orientamento, per esempio un MOSFET di potenza a conduzione verticale a canali P se viene invertito il diodo della struttura principale. In particolare la source di Q7 è collegata al nodo di source comune del ponte completo che ha un terminale marcato I SENSE. La drain di Q7 è collegata a terra. Pertanto il diodo interno della struttura principale del MOSFET Q7 è orientato in modo che il suo catodo sia anch'esso collegato a terra e il suo anodo sia collegato al terminale I SENSE.
La gate di Q7 (avente un terminale marcato l/TEMP) è collegata al cavo bus B+ del circuito di potenza 100 tramite un resistore di polarizzazione R2. Quando la batteria (non illustrata) è collegata correttamente al terminale B+, la gate di Q7 è polarizzata ad una tensione superiore a quella della source e Q7 si inserisce. In un’applicazione automobilistica, la gate è polarizzata ad una tensione di circa 12 volt. In accordo quanto detto, Q7 conduce corrente dallo stadio di potenza del circuito di potenza 100 fino alla terra e viene completato il circuito di potenza verso i terminali A, B e C. Tuttavia se la batteria è collegata in un orientamento inverso, la gate di Q7 non sarà ad un valore di tensione superiore a quello della source e Q7 rimarrà disinserito, in tal modo non conducendo corrente e proteggendo, fra le altre cose, i transistori di potenza Q1-Q7 ed i circuiti di controllo 11, 12 e 13. Vantaggiosamente la combinazione di diodo e relè {D1 , M) del circuito dì protezione dall'inversione della batteria della tecnica precedente non è richiesta nel circuito della presente invenzione.
Quando Q7 viene polarizzato in inserzione, la corrente che lo attraversa può essere rilevata rilevando la caduta di tensione di conduzione dalla source alla drain (vale a dire la tensione dal I SENSE alla terra). Dato che la corrente che attraversa Q7 è eguale alla corrente di somma che attraversa lo stadio di potenza, la tensione rilevata sul terminale I SENSE è una misura accurata della corrente del circuito di potenza 100. Vantaggiosamente il resistore di derivazione addizionale (R1) del circuito di rilevamento di corrente della tecnica precedente non è necessario nel circuito della presente invenzione.
Nel montaggio convenzionale del circuito di potenza 100, i dispositivi Q1-Q6 sono collegati termicamente ad un dispersore termico comune. Il dispositivo Q7 può essere collegato allo stesso dispersore termico.
Quando la gate di Q7 (il terminale l/TEMP) è collegato a terra, le caratteristiche del diodo della struttura principale, D2, sono usate per rilevare la temperatura di Q7 che fornisce anche una misura accurata della temperatura dì funzionamento del circuito di potenza 100. Si deve notare che il terminale l/TEMP dovrebbe essere collegato a terra in sincronia con il circuito a ponte che verrà disinserito. Tipicamente la caduta di tensione di conduzione del diodo della struttura principale si riduce di circa 2 mV per ogni aumento di 1 °C della temperatura (ad una corrente di conduzione costante). Pertanto la tensione nel terminale I SENSE viene misurata quando il terminale l/TEMP è collegato a terra per ottenere la temperatura del circuito di potenza 100.
Vantaggiosamente, usando la nuova configurazione della presente invenzione, la protezione dall'inversione della batteria, il rilevamento di corrente e il rilevamento di temperatura sono ottenuti in un circuito di potenza che utilizza un numero minimo di componenti. Pertanto la presente invenzione fornisce una funzionalità perfezionata dei circuiti di potenza della tecnica precedente ad un costo minimo.
Con riferimento ora alla Figura 3 viene illustrata una seconda forma di realizzazione della presente invenzione.
Il circuito di Figura 3 illustra una rete di transistori a ponte completo collegata fra il cavo bus a CC positivo B+ e la terra. Si comprende che il ponte completo include quattro transistori da Q1 a Q4, per esempio i transistori di potenza MOSFET, nei quali come illustrato i transistori Q1 e Q4 sono disinseriti e i diodi D2 e D3 sono a volano di modo che la corrente passerà dalla terra attraverso l'induttore L e nuovamente al cavo bus B+. Pertanto i diodi D2 e D3 rappresentano i diodi antiparalleli, per esempio, dei diodi Schottky, che sono collegati fra i capi dei transistori Q2 e Q3 (non illustrati).
Il circuito di potenza 200 include un resistore di rilevamento di corrente R1 (un resistore in derivazione) collegato in serie con l'induttore di uscita L di modo che l'induttore L riceva la corrente di uscita dal ponte e il resistore R1 fornisca una tensione di uscita corrispondente alla corrente fornita all'induttore L. Una tale configurazione è particolarmente adatta per controllare Un motore a riluttanza commutabile da un'alimentazione di potenza a singolo polo, per esempio in un'applicazione automobilistica.
Il circuito di potenza 200 include anche il circuito integrato IC 1 che, come illustrato, è un integrato in linea doppio a otto piedini, essendo previsto che l'integrato di tipo particolare non sia critico per l'invenzione. Il circuito integrato 1 riceve le informazioni analogiche corrispondenti alla corrente fornita all'induttore L in base alla tensione prodotta ai capi del resistore R1. La tensione analogica che appare ai capi del resistore R1 viene inviata al circuito integrato 1 tramite i piedini 7 e 6. Il circuito integrato 1 converte l'ingresso di tensione analogica sui piedini 7 e 6 in un flusso di bit digitali, preferibilmente un flusso di bit digitali seriale e le uscite dei dati digitali sul piedino 1 (terminale SDA). Il circuito integrato 1 riceve un segnale di orologio sul piedino 2 (terminale SCL). Le interfacce SDA e SCL sono particolarmente adatte per l'industria automobilistica e sono adatte per fornire segnali in accordo con la legge l<2>C. Il circuito integrato 1 può opzionalmente fornire un segnale sul piedino 3 (terminale O.S.) quando la tensione analogica applicata fra i piedini 7 e 8 supera un limite predeterminato.
Il circuito di potenza 200 include anche un sensore di temperatura 202 che, per esempio, può includere un termistore, una termocoppia, o simili, il quale sensore di temperatura è collegato al circuito integrato 1 tramite il piedino 5. Il sensore di temperatura 202 è preferibilmente collegato termicamente con i componenti di potenza Q1- Q4 di modo che il sensore di temperatura fornisca un segnale analogico che è una rappresentazione accurata della temperatura dei componenti di potenza. Il circuito integrato 1 converte il segnale analogico fornito dal sensore di temperatura 202 ad un segnale digitale per l'uscita al terminale SDA. Pertanto un microprocessore collegato all'interfaccia digitale (vale a dire i terminali SDA e SCL) può ricevere le caratteristiche di corrente e di temperatura del circuito di potenza 200.
Con riferimento alla Figura 4, è illustrata una terza forma di realizzazione della presente invenzione che include un circuito di potenza 204. Il circuito di potenza 204 è sostanzialmente eguale al circuito di potenza di Figura 3 ma non include un resistore di rilevamento della corrente R1 in serie con l'induttore L. Invece, il circuito di potenza 204 utilizza la resistenza di inserzione del transistore Q1 di lato di alta tensione per misurare la corrente fornita all'induttore L. Invero quando la corrente fornita all'induttore L aumenta, la tensione ai capi del transistore Q1 aumenta anch'essa. Pertanto i piedini 7 e 6 del circuito integrato 1 sono collegati ai capi del transistore Q1 di modo che la tensione ai capi del transistore Q1 sia applicata ai circuito integrato 1 ed utilizzata come il segnale analogico che rappresenta la corrente fornita all'induttore L.
Si comprende che la tensione ai capi del transistore Q1 rappresenta la corrente che attraversa l’induttore L solo quando il transistore Q1 viene polarizzato in inserzione tramite un circuito di controllo (non illustrato). Quando il transistore Q1 è polarizzato in disinserzione e i diodi D2 e D3 dei transistori Q2 e Q3, rispettivamente, hanno funzione di volano, allora la tensione ai capi del transistore Q1 sostanzialmente rappresenta la tensione ai capi dell'induttore L. Pertanto, se desiderato, il circuito integrato 1 può fornire al terminale SDA un segnale digitale che indica la tensione applicata ai capi dell’induttore L.
Viene ora fatto riferimento alla Figura 5 che illustra una quarta forma di realizzazione della presente invenzione che utilizza un circuito di potenza 206. Il circuito di potenza 206 è sostanzialmente eguale al circuito di potenza 204 eccetto il fatto che la resistenza d'inserzione del transistore Q2 è utilizzata come un resistore di rilevamento di corrente e, pertanto, i piedini 7 e 6 del circuito integrato 1 sono collegati ai capi del transistore Q2. Si comprende che i diodi D1 e D4 rappresentano i diodi antiparalleli collegati ai capi dei transistori Q1 e Q4, rispettivamente, e che i diodi D1 e D4 servono da volano di modo che la corrente passerà dalla terra attraverso il diodo D4, l'induttore L, il diodo D1 per arrivare al cavo bus B+. Come avviene per il circuito di potenza 204 di Figura 4, il circuito integrato 1 riceve una tensione fra i piedini 7 e 6 che rappresentano la corrente che attraversa l'induttore L quando il transistore Q2 è inserito e conduce la corrente.
Viene ora fatto riferimento alla Figura 6 che illustra uno schema funzionale di una quinta forma di realizzazione della presente invenzione che utilizza un circuito di potenza 208. Il circuito di potenza 208 include i transistori Q1 e Q4 collegati all'induttore L. Si comprende che l'induttore L può rappresentare una fase di un motore a riluttanza commutabile a molte fasi e che i componenti di potenza di commutazione addizionali, come i transistori Q2 e Q3, vengono omessi per chiarezza. Il circuito di potenza 208 include il MOSFET Q7 collegato in serie con i componenti di potenza Q1 e Q4 verso la terra di modo che una qualsiasi corrente che scorre attraverso i componenti di potenza e l'induttore L scorra attraverso il transistore Q7. Pertanto come si verificava per il circuito di potenza 100 di Figura 2, il transistore Q7 può essere utilizzato per rilevare sia la corrente che la temperatura ed anche per realizzare la protezione da inversione della batteria.
I piedini 7 e 6 del circuito integrato 1 sono collegati ai capi del transistore Q7 tramite i resistor! R4 e R5, i quali resistori possono fornire il rilevamento dei gradi Kelvin. Pertanto quando il transistor Q7 viene polarizzato in inserzione, la tensione ai capi dei piedini 7 e 6 del circuito integrato 1 è una tensione che rappresenta la corrente che attraversa L. Quando il transistore Q7 viene disinserito, la corrente attraversa il diodo antiparallelo del transistore Q7 che produce una tensione ai capi dei piedini 7 e 6 del circuito integrato che rappresenta la temperatura dei componenti di potenza del circuito di potenza 208. In accordo a quanto detto, il circuito integrato 1 produce un segnale digitale nel terminale SDA che indica sia la corrente che la temperatura. Inoltre il circuito integrato 1 è adatto per fornire un segnale sul terminale O S. che indica almeno una delle condizioni di sovracorrente o di sovratempratura.
Vantaggiosamente il circuito integrato 1 fornisce un'interfaccia digitale conforme alla legge I<2 >C per l'industria automobilistica che permette che un microprocessore o altro dispositivo di elaborazione in, per esempio, un'applicazione automobilistica, riceva certe caratteristiche di un circuito di potenza dell'automobile, vale a dire i valori di corrente e di temperatura del circuito di potenza. Pertanto il microprocessore può eseguire un'azione correttiva quando la corrente e/o la temperatura del circuito di potenza sono esterni a limiti predeterminati.
Con riferimento ora alla Figura 7, è illustrata una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione. In particolare il MOSFET Q7 è stato sostituito con un transistore IGBT, Q8, per fornire le caratteristiche sia di protezione dall'inversione della batteria sia di rilevamento della corrente del circuito di Figura 2. Si deve notare che il circuito di Figura 7 non ha una caratteristica di rilevamento della temperatura in quanto il transistore IGBT non ha nel suo interno un diodo della struttura principale.
Sebbene la presente invenzione sia stata descritta con riferimento alle sue forme di realizzazione particolari, molte altre varianti e modifiche e altri usi saranno evidenti alle persone esperte della tecnica. Pertanto è preferito che la presente invenzione non sia limitata dalla specifica rivelazione illustrata in questo documento.

Claims (22)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un circuito di potenza avente un terminale di ingresso positivo e un terminale di terra, il circuito di potenza comprendendo: un circuito di azionamento collegato al terminale di ingresso positivo; un dispositivo a semiconduttori di potenza avente un diodo di struttura principale, una source, una drain e una gate, la source essendo collegata al circuito di azionamento, la drain essendo collegata al terminale di terra e una gate essendo collegata al terminale di ingresso positivo, nel quale quando viene applicata una tensione inversa al terminale di ingresso positivo, il dispositivo a semiconduttori di potenza non conduce corrente e nessuna alimentazione viene inviata al circuito di azionamento; un terminale di rilevamento di corrente collegato alla source, nel quale la tensione fra il terminale di rilevamento della corrente e il terminale di terra misura la corrente che attraversa il circuito di potenza; e un terminale di temperatura collegato alla gate, nel quale quando detto terminale di temperatura è collegato al terminale di terra e il circuito di azionamento viene disinserito, la tensione fra il terminale di rilevamento di corrente e il terminale di terra misura la caduta di tensione del diodo della struttura principale che rappresenta la sua temperatura.
  2. 2. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 1 , nel quale il dispositivo di potenza a semiconduttori è un MOSFET.
  3. 3. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 1 , nel quale il circuito di azionamento è un circuito a ponte completo avente un nodo di source comune e nel quale la source del dispositivo a semiconduttori di potenza è collegata al nodo di source comune.
  4. 4. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 1 , nel quale il circuito di azionamento include circuiti di controllo e transistori di potenza.
  5. 5. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 1, nel quale il circuito di potenza è collegato ad una batteria di automobile.
  6. 6. Un circuito di potenza avente un terminale dì ingresso positivo e un terminale di terra, il circuito di potenza fornendo l'alimentazione ad un carico induttivo, il circuito di potenza comprendendo: un circuito di azionamento collegato al terminale di ingresso positivo; un resistore di rilevamento di corrente collegato in serie con il carico induttivo, nel quale la tensione analogica ai capi del resistore di rilevamento di corrente misura la corrente fornita dal circuito di potenza al carico induttivo; un circuito integrato avente piedini di ingresso e piedini di uscita; un primo e secondo piedino di ingresso di rilevamento di corrente del circuito integrato collegato al resistore di rilevamento di corrente per ricevere la tensione analogica attraverso il resistore di rilevamento di corrente; e un piedino di uscita di rilevamento di corrente del circuito integrato che invia in uscita una rappresentazione digitale della tensione analogica ricevuta dal primo e secondo piedino di ingresso di rilevamento di corrente.
  7. 7. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 6, inoltre comprendente: un piedino di ingresso di orologio del circuito integrato per ricevere un segnale di orologio.
  8. 8. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 6, inoltre comprendente: un piedino di uscita di allarme del circuito integrato, il piedino di uscita di allarme emettendo in uscita un segnale quando la tensione analogica sul primo e secondo piedino di ingresso di rilevamento di corrente supera un limite predeterminato.
  9. 9. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 6, nel quale detto circuito di potenza è collegato ad una batteria di automobile.
  10. 10. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 6, inoltre comprendente: un sensore di temperatura collegato al circuito di azionamento e che emette in uscita una tensione analogica che rappresenta la temperatura del circuito di azionamento; un piedino di ingresso di temperatura del circuito integrato collegato al sensore di temperatura e che riceve l'uscita di tensione analogica dal sensore di temperatura; e un piedino di uscita di temperatura del circuito integrato che emette in uscita una rappresentazione digitale della tensione analogica ricevuta dal piedino di ingresso di temperatura.
  11. 11. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 10, nel quale il piedino di uscita di rilevamento della corrente è il piedino di uscita della temperatura.
  12. 12. Un circuito di potenza avente un terminale di ingresso positivo ed un terminale di terra, il circuito di potenza fornendo potenza ad un carico induttivo, il circuito di potenza comprendendo: un circuito di azionamento collegato al terminale di ingresso positivo, il circuito di azionamento comprendendo una pluralità di transistori di potenza; almeno uno dei transistori di potenza collegato al carico induttivo, nel quale la tensione analogica applicata ai capi di almeno un transistore di potenza misura la corrente alimentata dal circuito di potenza al carico induttivo; un circuito integrato avente piedini di ingresso e piedini di uscita; un primo e secondo piedino di ingresso di rilevamento di corrente del circuito integrato collegato ameno ad un transistore di potenza per ricevere la tensione analogica attraverso almeno un transistore di potenza; e un piedino di uscita di rilevamento di corrente del circuito integrato che invia in uscita una rappresentazione digitale della tensione analogica ricevuta dal primo e secondo piedino di ingresso di rilevamento di corrente.
  13. 13. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 12, inoltre comprendente: un piedino di ingresso di orologio del circuito integrato per ricevere un segnale di orologio.
  14. 14. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 12, inoltre comprendente: un piedino di uscita di allarme del circuito integrato, il piedino di uscita di allarme inviando in uscita un segnale quando la tensione analogica sul primo e secondo piedino di ingresso di rilevamento di corrente supera un limite predeterminato.
  15. 15. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 12, inoltre comprendente: un sensore di temperatura collegato al circuito di azionamento e che invia in uscita una tensione analogica che rappresenta la temperatura del circuito di azionamento; un piedino di ingresso di temperatura del circuito integrato collegato al sensore di temperatura e che riceve l'uscita di tensione analogica dal sensore di temperatura; e un piedino di uscita di temperatura del circuito integrato che emette in uscita una rappresentazione digitale della tensione analogica ricevuta dal piedino di ingresso di temperatura.
  16. 16. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 12, nel quale il circuito di potenza è collegato ad una batteria di automobile.
  17. 17. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 16, nel quale detto carico induttivo è un motore a riluttanza commutabile.
  18. 18. Un circuito di potenza avente un terminale di ingresso positivo e un terminale di terra, il circuito di potenza fornendo un'alimentazione ad un carico induttivo, il circuito di potenza comprendendo: un circuito di azionamento collegato al terminale di ingresso positivo; un dispositivo a semiconduttori di potenza collegato in serie con il carico induttivo nel quale la corrente fornita dal circuito di potenza al carico induttivo attraversa il dispositivo a semiconduttori di potenza, il dispositivo a semiconduttori di potenza avendo una source collegata al circuito di azionamento, una drain collegata al terminale di terra e una gate collegata al terminale di ingresso positivo; un circuito integrato avente piedini di ingresso e piedini di uscita; un primo e secondo piedino di ingresso di rilevamento di corrente del circuito integrato collegato al dispositivo a semiconduttori di potenza per ricevere la tensione analogica attraverso il dispositivo a semiconduttori di potenza; un piedino di uscita di rilevamento di corrente del circuito integrato che invia in uscita una rappresentazione digitale della tensione analogica ricevuta dal primo e secondo piedino di ingresso di rilevamento di corrente.
  19. 19. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 18, nel quale il dispositivo a semiconduttori di potenza è un MOSFET.
  20. 20. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 18, nel quale il dispositivo a semiconduttori di potenza inoltre ha un diodo della struttura principale, nel quale quando il dispositivo a semiconduttori di potenza è disinserito, la corrente attraversa il diodo di struttura principale e produce una tensione analogica sul primo e secondo piedino di rilevamento di corrente del circuito integrato che rappresenta la temperatura del circuito di potenza, e nel quale il piedino di uscita di rilevamento di corrente del circuito integrato invia in uscita una rappresentazione digitale della temperatura del circuito di potenza.
  21. 21 . Un circuito di potenza avente un terminale di ingresso positivo e un terminale di terra, il circuito di potenza comprendendo: un circuito di azionamento collegato al terminale di ingresso positivo; un dispositivo a semiconduttori di potenza avente una source, una drain e una gate, la source essendo collegata al circuito di azionamento, la drain essendo collegata al collegamento di terra e una gate essendo coilegata al terminale di ingresso positivo, nel quale quando una tensione inversa viene applicata al terminale di ingresso positivo, il dispositivo a semiconduttori di potenza non conduce la corrente e nessuna potenza viene inviata al circuito di azionamento; e un terminale di rilevamento di corrente collegato alla source, nel quale la tensione fra il terminale di rilevamento di corrente ed il terminale di terra misura la corrente che attraversa il circuito di potenza.
  22. 22. Un circuito di potenza come descritto nella rivendicazione 21 , nel quale detto dispositivo a semiconduttori di potenza è un transistore bipolare a gate isolate (IGBT).
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163202A (en) * 1998-10-05 2000-12-19 Lucent Technologies Inc. Temperature compensation circuit for semiconductor switch and method of operation thereof
DE10034442A1 (de) * 2000-07-15 2002-01-24 Bayerische Motoren Werke Ag Elektronische Einheit und Verfahren zur Erkennung einer Verpolung der Bordnetzspannung in Kraftfahrzeugen
DE10051976A1 (de) * 2000-10-20 2002-05-16 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Last
US6650520B2 (en) 2001-10-26 2003-11-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power supply reverse bias protection circuit for protecting both analog and digital devices coupled thereto
EP1469574A1 (en) 2003-04-17 2004-10-20 Dialog Semiconductor GmbH H-bridge driver with CMOS circuits
US6867640B2 (en) * 2003-07-01 2005-03-15 Ami Semiconductor, Inc. Double-sided extended drain field effect transistor, and integrated overvoltage and reverse voltage protection circuit that uses the same
US6919704B1 (en) * 2003-07-09 2005-07-19 Brunswick Corporation Reverse battery protection for a trolling motor
ATE444588T1 (de) 2004-02-03 2009-10-15 Ebm Papst St Georgen Gmbh & Co Elektronisch kommutierter motor und verfahren zur steuerung eines solchen
ITMI20050775A1 (it) * 2005-04-29 2006-10-30 St Microelectronics Srl Dispositivo di protezione per dispositivi di pilotaggio di motori elettrici e relativo dispositivo di pilotaggio
DE102006001874B4 (de) * 2006-01-13 2012-05-24 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zur Strom- und Temperaturmessung in einer leistungselektronischen Schaltung
CN100376068C (zh) * 2006-07-21 2008-03-19 上海广为拓浦电源有限公司 智能化高频蓄电池充电器
DE112007003010A5 (de) * 2007-01-04 2009-12-03 Continental Automotive Corp., Yokohama Kraftfahrzeug-Steuergerät mit Verpolschutz
EP2028760B1 (en) 2007-08-22 2020-06-17 Semiconductor Components Industries, LLC A low side driver
JP2009055754A (ja) * 2007-08-29 2009-03-12 Yazaki Corp 保護回路
US20090167549A1 (en) * 2007-12-31 2009-07-02 Donald Edward Becker Installation indicator for a self sufficient power supply
JP5188465B2 (ja) * 2009-06-30 2013-04-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 電流検出装置およびこれを用いた制御システム
CN101860999B (zh) * 2010-03-31 2013-11-13 海洋王照明科技股份有限公司 一种电源防反接电路、led灯具电路及led灯具
US8614480B2 (en) * 2011-07-05 2013-12-24 Texas Instruments Incorporated Power MOSFET with integrated gate resistor and diode-connected MOSFET
US8847575B2 (en) 2011-10-14 2014-09-30 Infineon Technologies Ag Circuit arrangement
DE102011057002A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Valeo Systèmes d'Essuyage Vorrichtung zur Betriebszustandsüberwachung einer Verpolschutzvorrichtung, Verfahren zum Betreiben einer Verpolschutzvorrichtung sowie Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Betriebszustandsüberwachung
TWI539753B (zh) * 2013-10-07 2016-06-21 宏碁股份有限公司 電子裝置
CN103792416A (zh) * 2014-02-20 2014-05-14 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车电池电压采集装置
JP6402567B2 (ja) * 2014-10-03 2018-10-10 セイコーエプソン株式会社 回路装置及び電子機器
CN104832441B (zh) * 2015-04-27 2017-01-25 成都芯进电子有限公司 集成反接保护的单线圈直流无刷风扇驱动器
EP3402034B1 (en) * 2017-05-08 2020-03-04 Braun GmbH Electrical circuit and method for charging a secondary battery
CN108281996A (zh) * 2017-12-29 2018-07-13 西安睿维申电子科技有限公司 一种电池正反接矫正电路
DE102019210566B4 (de) * 2019-07-17 2022-03-17 Conti Temic Microelectronic Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Messen eines durch eine PWM-angesteuerte induktive Last fließenden Stromes

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6030579A (ja) * 1983-07-28 1985-02-16 Mitsubishi Electric Corp ア−ク溶接の自動制御装置
US4654568A (en) * 1986-08-21 1987-03-31 Motorola, Inc. MOSFET "H" switch with current sensing
US4857985A (en) * 1987-08-31 1989-08-15 National Semiconductor Corporation MOS IC reverse battery protection
IT1226439B (it) * 1988-07-05 1991-01-15 Sgs Thomson Microelectronics Circuito elettronico protetto da inversioni di polarita' della batteria di alimentazione.
IT1226438B (it) * 1988-07-05 1991-01-15 Sgs Thomson Microelectronics Circuito elettronico con dispositivo di protezione da variazioni di tensione della batteria di alimentazione.
IT1227104B (it) * 1988-09-27 1991-03-15 Sgs Thomson Microelectronics Circuito integrato autoprotetto da inversioni di polarita' della batteria di alimentazione
US5012381A (en) * 1989-09-13 1991-04-30 Motorola, Inc. Motor drive circuit with reverse-battery protection
US4972136A (en) * 1989-11-07 1990-11-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Linear power regulator with current limiting and thermal shutdown and recycle
US5495155A (en) * 1991-06-28 1996-02-27 United Technologies Corporation Device in a power delivery circuit
JP3134104B2 (ja) * 1991-09-03 2001-02-13 株式会社日立製作所 アナログ−デジタル変換装置とインバータシステム及びマイクロコンピュータ
US5237262A (en) * 1991-10-24 1993-08-17 International Business Machines Corporation Temperature compensated circuit for controlling load current
US5410441A (en) * 1993-02-01 1995-04-25 Motorola, Inc. Circuit for protecting DC powered devices from improper supply voltages
US5517379A (en) * 1993-05-26 1996-05-14 Siliconix Incorporated Reverse battery protection device containing power MOSFET
US5539610A (en) * 1993-05-26 1996-07-23 Siliconix Incorporated Floating drive technique for reverse battery protection
US5434739A (en) * 1993-06-14 1995-07-18 Motorola, Inc. Reverse battery protection circuit
US5519557A (en) * 1993-11-19 1996-05-21 Chrysler Corporation Power supply polarity reversal protection circuit
US5451806A (en) * 1994-03-03 1995-09-19 Motorola, Inc. Method and device for sensing a surface temperature of an insulated gate semiconductor device
DE4432957C1 (de) * 1994-09-16 1996-04-04 Bosch Gmbh Robert Schaltmittel
FR2726698B1 (fr) * 1994-11-04 1996-11-29 Thomson Csf Circuit de protection pour alimentation continue et alimentation associee a un tel circuit
US5546264A (en) * 1994-12-22 1996-08-13 Caterpillar Inc. Reverse voltage protection circuit
JP2914231B2 (ja) * 1995-07-26 1999-06-28 日本電気株式会社 電流検出回路
US5723974A (en) * 1995-11-21 1998-03-03 Elantec Semiconductor, Inc. Monolithic power converter with a power switch as a current sensing element
US5900714A (en) * 1996-11-08 1999-05-04 International Rectifier Corporation Circuit for sensing motor load current

Also Published As

Publication number Publication date
DE19803040A1 (de) 1998-08-06
JPH1127854A (ja) 1999-01-29
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GB2323175A8 (en) 2001-08-06
JP3220427B2 (ja) 2001-10-22
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GB2323175B (en) 2001-07-25
FR2759213A1 (fr) 1998-08-07
US5939863A (en) 1999-08-17

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