JP2008528979A - 電力スイッチ装置の第１電力スイッチの第１出力ピンと、外部ノードと、前記電力スイッチ装置の第２電力スイッチの第２出力ピンと、ノードとの間の電気的接触接続を検査するための方法および回路装置 - Google Patents

Abstract

本発明によれば、第１電力スイッチと接続されたプルダウン抵抗で降下する第１の電圧が調整可能な第１の基準電圧と、第１の比較値の検出のために比較され、第２電力スイッチと接続されたプルアップ抵抗で降下する第２の電圧が調整可能な第２の基準電圧と、第２の比較値の検出のために比較される。次に第１の比較値と第２の比較値に依存して、第１電力スイッチの第１出力ピンと、第２電力スイッチの第２出力ピンとが相互に接触接続されているか否かが検出される。ここでは第１出力ピンと第２出力ピンとは電力スイッチ装置の外部に配置されたノードを介して相互に接続されている。

Description

本発明は、電力スイッチ装置の第１電力スイッチの第１出力ピンと、外部ノードと、前記電力スイッチ装置の第２電力スイッチの第２出力ピンと、ノードとの間の電気的接触接続を検査するための方法に関する。

電子電力スイッチ、例えばハーフブリッジ、フルブリッジ、ハイサイドスイッチ、ローサイドスイッチ等は公知のように多数の適用において負荷の切り替えに使用される。電子電力スイッチ装置はしばしば複数の電力スイッチを有し、これらは統合接続されており、１つのユニットとして使用される。技術的に電流定格容量の理由から、このような電力スイッチ装置に対して２つの出力ピンが使用される。そのためには電力スイッチの出力端が２つの出力ピンに対称に分散されることが必要である。２つの出力ピンは電力スイッチ装置の外部でノードによって接続しなければならない。

このような電力スイッチ装置にはしばしば診断回路が装備されている。この診断回路を介して電流と電圧を測定することができる。測定された電流および電圧によってハードウエア技術的にエラー症状、例えば「過電流」（ＯＣ，オーバカレント）、「低電力スイッチ電圧」（ＬＶＴ，トランジスタ低電圧）、または「線路破壊電圧」（ＶＯＬ，オープンロード電圧）が検出される。検出されたエラー症状によってソフトウエア技術的に所定のエラー形式が存在しているか否かが決定される。既存の診断回路は公知のようにエラー症状の検出に使用することができるが、例えば導体路基板上で電力スイッチ装置の出力ピンの接触接続を検査するのに使用することはできない。

公知の診断装置は例えばプルアップ構造とプルダウン構造からなり、例えば抵抗と電流源からなる。

しかし製造技術的問題のため、出力ピンが電気的に接触接続していないことが生じ得る。このようなことが１つの出力ピンしか備えていない電力スイッチ装置に発生すると、このことは公知のように診断装置により識別することができる。しかし電力スイッチ装置が２つの出力ピンを有する場合、このことはもはや不可能である。１つの出力ピンが接触接続されていないと、電力スイッチ装置の所望の電流定格容量に達することができず、その結果、電力スイッチ装置は負荷を駆動することができない。従って、統合接続すべき出力ピンの１つが接触接続されていない電力スイッチ装置は、出力側で所望の電流定格容量を提供するためには使用不能である。結果として電力スイッチ装置を取付けた後に、電力スイッチとそれぞれの出力ピンとの正しい接触接続を検査する必要がある。

電力スイッチ装置の２つの出力ピン接触接続されているか否かを検査するために現在使用されている方法では、容量的測定方法が使用される。この使用される容量的測定方法では、２つの出力ピンがそれぞれの電力スイッチに電気的に接続されていない場合、キャパシタンスの増大が指示される。択一的に出力ピンを製造時にｘ線検査し、特別の画像処理システムを介して評価することもできる。２つの出力ピンの接触接続を検査するための前記一般的に公知の方法は、測定を実行するためにそれぞれ特別の測定装置を必要とする。測定を実行するための特別の測定装置にはとりわけコストが掛かる。

本発明の課題は、簡単かつできるだけ安価に、電力スイッチ装置の統合接続すべき出力ピンの電気的接触接続を実行できるようにすることである。検査のために付加的な測定装置を必要としないようにする。

本発明によればこの課題は、請求項１記載の特徴を備えた方法および請求項８記載の特徴を備えた、本発明の方法を実施するための回路装置によって解決される。

例えば冒頭に述べたエラー症状を検出するための診断目的のために、ほとんどの電力スイッチ装置に診断回路が装備されている。有利には診断目的のために存在する診断回路を利用することによって、電力スイッチ装置の外部で接続すべき２つの出力ピンを、付加的な測定装置なしでそれらの正しい接触接続について検査することができる。このために、１つの出力ピンを備える電力スイッチ装置のプルアップ構造と、別の１つの出力ピンを備える電力スイッチ装置のプルダウン構造とが接続される。このことにより、２つの出力ピンを検査するためのコストが節約される。なぜなら設けるべき固有の測定装置が必要ないからである。さらにこの診断回路を利用することによって、本発明の方法を、複雑な択一的構成とは異なり非常に簡単に実施することができる。

本発明の有利な実施形態および実施態様は従属請求項および図示の実施例についての以下の説明から得られる。

本発明の有利な構成によれば、プルアップ抵抗とプルダウン抵抗とが、これらがテスト電圧とアースとの間で分圧器を形成するように相互に接続される。有利にはプルアップ抵抗とプルダウン抵抗に分圧されたテスト電圧をそれぞれ測定することによって、電力スイッチ装置の２つの出力ピンが接触接続されているか否かを簡単に検査することができる。

有利な改善形態によれば、プルアップ抵抗とプルダウン抵抗は、これらが同じ抵抗値を有するように構成される。有利にはプルアップ抵抗とプルダウン抵抗が同じ抵抗値を有することによって、本発明の方法はさらに簡素化される。

さらに有利な改善形態によれば、第１の基準電圧は、テスト電圧の半分よりも小さくなるように調整される。

さらに有利な改善形態によれば、第２の基準電圧は、テスト電圧の半分よりも大きくなるように調整される。

さらに有利な改善形態によれば、第１の電圧が第１の基準電圧よりも大きい場合、第１の比較値が正の論理信号レベルにセットされる。

さらに有利な改善形態によれば、第２の電圧が第１の基準電圧よりも小さい場合、第１の比較値が負の論理信号レベルにセットされる。

さらに有利な改善形態によれば、第２の電圧が第２の基準電圧よりも大きい場合、第２の比較値が正の論理信号レベルにセットされる。

さらに有利な改善形態によれば、第２の電圧が第２の基準電圧よりも小さい場合、第２の比較値が負の論理信号レベルにセットされる。

さらに有利な改善形態によれば、第１の比較値が負の論理信号レベルにセットされており、かつ第２の比較値が正の論理信号レベルにセットされている場合、方法ステップ（ｅ）で、第１の出力ピンと第１の電力スイッチとの間の接触接続および／または第２の出力ピンと第２の電力スイッチとの間の接触接続が遮断されていることが検出される。

本発明を以下、概略的に図面に示された実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、電力スイッチ装置の実施例の概略的ブロック回路図であり、ここに図２による本発明の方法を適用することができる。
図２は、本発明の方法の有利な実施例の概略的フローチャートである。

図中、同じ要素および信号ないしは同じ機能の要素および信号には特にことわりがないかぎり同じ参照符号を付してある。

図１は、電力スイッチ装置６の実施例の概略的ブロック回路図であり、ここに後で図２に基づいて説明する本発明の方法を適用することができる。

図１の電力スイッチ装置６は、第１の電力スイッチ３と第２の電力スイッチ５を有する。２つの電力スイッチ３，５は制御信号Ｓによって制御される。第１の電力スイッチ３は、電力スイッチ装置６のプルダウン抵抗７と接続されている。第２の電力スイッチ５は、電力スイッチ装置６のプルアップ抵抗８と接続されている。第１の電力スイッチ３は、正しく製造された場合には第１の出力ピン２と接続されている。第２の電力スイッチ５は、正しく製造された場合には第２の出力ピン４と接続されている。

スイッチ装置６により切り替えられ、供給電圧Ｕｂａｔにより駆動される負荷１０はノード９と接続されており、このノード９とは電力スイッチ装置６の第１の出力ピン２と第２の出力ピン４が接続されている。

プルアップ抵抗８とプルダウン抵抗７は有利には、これらがテスト電圧Ｖｔとアース１３との間で分圧器を形成するように相互に接続されている。プルアップ抵抗８とプルダウン抵抗７は有利には同じ抵抗値Ｒを有する。

第１の基準電圧Ｕｒｅｆ１は有利には、テスト電圧の半分Ｕｔ／２より小さくなるように調整される。第２の基準電圧Ｕｒｅｆ２は有利には、テスト電圧の半分Ｕｔ／２より大きくなるように調整される。

例えば、第１の電圧Ｕ１が第１の基準電圧Ｕｒｅｆ１よりも大きい場合、第１の比較値Ｖ１が正の論理信号レベルにセットされる。それ以外の場合、第１の比較値Ｖ１は負の論理信号レベルにセットされる。
第１の電圧Ｕ２が第２の基準電圧Ｕｒｅｆ２よりも大きい場合、第２の比較値Ｖ２が正の論理信号レベルにセットされる。それ以外の場合、第２の比較値Ｖ２は負の論理信号レベルにセットされる。

電力スイッチ装置６は第１のコンパレータ１１と第２のコンパレータ１２を有する。これらのコンパレータは公知のように従来の方法で、過電流、低電力スイッチ装置電圧または線路破壊電圧のようなエラー症状を検出するために使用される。

しかし本発明によれば第１のコンパレータ１１と第２のコンパレータ１２は、電気的接触接続１ａが第１の出力ピン２と第１の電力スイッチ３間に存在するか否か、並びに電気的接触接続１ｂが第２の出力ピン４と第２の電力スイッチ５との間に存在するか否かの検査に使用される。

このために第１のコンパレータ１１は、出力ピン２に印加される第１の電圧Ｕ１を第１の基準電圧Ｕｒｅｆ１と比較する。この第１の基準電圧Ｕｒｅｆ１は、テスト電圧の半分Ｕｔ／２よりも小さくなるよう調整されている。第１の電圧Ｕ１が第１の基準電圧Ｕｒｅｆ１よりも大きい場合、第１のコンパレータ１１は第１の比較値Ｖ１を正の論理信号レベルにセットする。

第２のコンパレータ１２は、第２の出力ピン４に印加される第２の電圧Ｕ２を第２の基準電圧Ｕｒｅｆ２と比較する。この第２の基準電圧Ｕｒｅｆ２は、テスト電圧の半分Ｕｔ／２よりも大きくなるよう調整されている。第２の電圧Ｕ２が第２の基準電圧Ｕｒｅｆ２よりも大きい場合、第２のコンパレータ１２は出力側で第２の比較値Ｖ２を正の論理信号レベルにセットする。

本発明によれば、第１の比較値Ｖ１が負の論理信号レベルにセットされており、かつ第２の比較値Ｖ２が正の論理信号レベルにセットされている場合、第１の出力ピン２と外部ノード９との間の接触接続１ａおよび／または第２の出力ピン４と外部ノード９との間の接触接続１ｂが遮断されていることが検出される。このことが検出されると、製造後に検査された電力スイッチ装置６は、２つの出力ピン２，４によって共通のノード９を介して所望の電流を伝達するのに適さない。

図２は、本発明の方法の有利な実施例の概略的フローチャートを示す。この方法は、第１の出力ピン２と電力スイッチ装置６の外部ノード９との間、および第２の出力ピン４とこの外部ノード９との間の電気的接触接続１ａ、１ｂを検査するためのものである。ここで第１の電力スイッチ３は電力スイッチ装置６のプルダウン抵抗７と接続されており、第２の電力スイッチ５は電力スイッチ装置６のプルアップ抵抗８と接続されている。さらに第１の出力ピン２と第２の出力ピン４は共通のノード９と、電力スイッチ装置６の外で接続されている（特に図１参照）。

以下、本発明の方法を図２のブロック図に基づいて説明する。本発明の方法は次の方法ステップを有する：
方法ステップａ：
第１の電力スイッチ３がプルダウン抵抗７と、第２の電力スイッチ５がプルアップ抵抗８と接続される。

方法ステップｂ：
第１の出力ピン２と第２の出力ピン４が、電力スイッチ装置６の外部に配置されたノード９を介して相互に接続される。

方法ステップｃ：
プルダウン抵抗７で降下する第１の電圧Ｕ１が調整可能な第１の基準電圧Ｕｒｅｆ１と、第１の比較値Ｖ１の検出のために比較される。第１の基準電圧Ｕｒｅｆ１は有利には、テスト電圧の半分Ｕｔ／２より小さくなるように調整される。例えば、第１の電圧Ｕ１が第１の基準電圧Ｕｒｅｆ１よりも大きい場合、第１の比較値Ｖ１が正の論理信号レベルにセットされる。
そして、第１の電圧Ｕ１が第１の基準電圧Ｕｒｅｆ１よりも小さい場合、第１の比較値Ｖ１が負の論理信号レベルにセットされる。

方法ステップｄ：
出力ピン４に印加される第２の電圧Ｕ２が調整可能な第２の基準電圧Ｕｒｅｆ２と、第２の比較値Ｖ２の検出のために比較される。第２の基準電圧Ｕｒｅｆ２は有利には、テスト電圧の半分Ｕｔ／２より大きくなるように調整される。例えば第１の電圧Ｕ２が第２の基準電圧Ｕｒｅｆ２よりも大きい場合、第２の比較値Ｖ２が正の論理信号レベルにセットされる。
そして第２の電圧Ｕ２が第２の基準電圧Ｕｒｅｆ２よりも小さい場合、第２の比較値Ｖ２が負の論理信号レベルにセットされる。有利にはプルアップ抵抗８とプルダウン抵抗７は、これらが同じ抵抗値Ｒを有するように構成される（図２参照）。

方法ステップｅ：
最後に第１の比較値Ｖ１と第２の比較値Ｖ２に依存して、第１の出力ピン２が第１の電力スイッチ３と接触接続しているか、そして第２の出力ピン４が第２の電力スイッチ５と接触接続しているかが検出される。第１の出力ピン２が第１の電力スイッチ３と接触接続しておらず、かつ第２の出力ピン４が第２の電力スイッチ５と接触接続していないことが検出されると、製造された電力スイッチ装置６は、外部ノード９を介して第１の電力スイッチ３と第２の電力スイッチ５の電流を、電流定格容量の上昇のためにまとめて伝達するために使用することができない。有利には第１の比較値Ｖ１が負の論理信号レベルにセットされており、かつ第２の比較値Ｖ２が正の論理信号レベルにセットされている場合に、第１の出力ピン２が第１の電力スイッチ３と接触接続しておらず、第２の出力ピン４が第２の電力スイッチ５と接触接続していないことが検出される。

本発明を有利な実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに制限されるものではなく、多種多様に変形することができる。例えば第１の比較値と第２の比較値に対する論理信号レベルの割り当てを反対にすることも考えられる。

図１は、電力スイッチ装置の実施例の概略的ブロック回路図であり、ここに図２による本発明の方法を適用することができる。 図２は、本発明の方法の有利な実施例の概略的フローチャートである。

Claims (8)

1. 電力スイッチ装置（６）の第１電力スイッチ（３）の第１出力ピン（２）と、外部ノード（９）と、前記電力スイッチ装置（６）の第２電力スイッチ（５）の第２出力ピン（４）と、前記ノード（９）との間の電気的接触接続を検査するための方法において、
   （ａ）前記第１電力スイッチ（３）をプルダウン抵抗（７）と、前記第２電力スイッチ（５）をプルアップ抵抗（８）と接続し、
   （ｂ）前記第１出力ピン（２）と前記第２出力ピン（４）を、前記電力スイッチ装置（６）の外部に配置された前記外部ノード（９）を介して相互に接続し、
   （ｃ）前記第１出力ピン（２）とアース（１３）との間に印加される第１の電圧（Ｕ１）を調整可能な第１の基準電圧（Ｕｒｅｆ１）と、第１の比較値（Ｖ１）の検出のために比較し、
   （ｄ）前記第２出力ピン（４）とアース（１３）との間に印加される第２の電圧（Ｕ２）を調整可能な第２の基準電圧（Ｕｒｅｆ２）と、第２の比較値（Ｖ２）の検出のために比較し、
   （ｅ）前記第１の比較値（Ｖ１）と前記第２の比較値（Ｖ２）に依存して、前記第１電力スイッチ（３）の前記第１出力ピン（２）と、前記第２電力スイッチ（５）の前記第２出力ピン（４）とが接触接続部（１ａ、１ｂ）を介して前記外部ノード（９）と接触接続しているか否かを検出する、
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記方法ステップ（ａ）で接続する際に、前記プルアップ抵抗（８）と前記プルダウン抵抗（７）は、これらがテスト電圧（Ｖｔ）とアース（１３）との間で分圧器を形成するように相互に接続されている、ことを特徴とする方法。
3. 請求項２記載の方法において、
   前記プルアップ抵抗（８）と前記プルダウン抵抗（７）は同じ抵抗値（Ｒ）を有する、ことを特徴とする方法。
4. 請求項２記載の方法において、
   前記第１の基準電圧（Ｕｒｅｆ１）は、前記テスト電圧の半分（Ｕｔ／２）より小さくなるように調整されており、
   前記第２の基準電圧（Ｕｒｅｆ２）は、前記テスト電圧の半分（Ｕｔ／２）より大きくなるように調整されている、ことを特徴とする方法。
5. 請求項４記載の方法において、
   前記第１の電圧（Ｕ１）が前記第１の基準電圧（Ｕｒｅｆ１）よりも大きい場合、前記第１の比較値（Ｖ１）は正の論理信号レベルにセットされ、
   前記第１の電圧（Ｕ１）が前記第１の基準電圧（Ｕｒｅｆ１）よりも小さい場合、前記第１の比較値（Ｖ１）は正の論理信号レベルにセットされる、ことを特徴とする方法。
6. 請求項４記載の方法において、
   前記第２の電圧（Ｕ２）が前記第２の基準電圧（Ｕｒｅｆ２）よりも大きい場合、前記第２の比較値（Ｖ２）は正の論理信号レベルにセットされ、
   前記第２の電圧（Ｕ２）が前記第２の基準電圧（Ｕｒｅｆ２）よりも小さい場合、前記第２の比較値（Ｖ２）は負の論理信号レベルにセットされる、ことを特徴とする方法。
7. 請求項５または６記載の方法において、
   前記方法ステップ（ｅ）で、前記第１の比較値（Ｖ１）が負の論理信号レベルにセットされており、かつ前記第２の比較値（Ｖ２）が正の論理信号レベルにセットされている場合、前記第１出力ピン（２）と前記外部ノード（９）との間の接触接続（１ａ）および／または前記第２出力ピン（４）と前記第２電力スイッチ（５）との間の接触接続（１ｂ）が遮断されていることが検出される、ことを特徴とする方法。
8. 回路装置であって、
   第１出力ピン（２）と接続された第１電力スイッチ（３）と、
   第２出力ピン（４）と接続された第２電力スイッチ（５）と、
   前記第１出力ピン（２および前記第２出力ピン（４）とを相互に接続し、電力スイッチ装置（６）の外部に配置されたノード（９）と、
   前記量電力スイッチ（３，５）と接続されており、請求項１から７までのいずれか一項記載の方法を実施するための診断回路（１，８，１１，１２）とを有する、回路装置。

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