JP2017519477A - 小さい電流を検出するための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワートランジスタデバイスの電流を検出するための装置及び方法と、このような装置を有する回路遮断器とに関する。
パワートランジスタデバイスの電流を検出するための本装置及び本方法は、パワートランジスタと、第1直列回路と、第2直列回路とを備え、前記パワートランジスタと前記第1直列回路と前記第2直列回路とは、互いに並列に配置されている。前記第1直列回路は、第1トランジスタ及び第1抵抗を有し、前記第1抵抗は、前記第1トランジスタの負荷電流回路に配置されている。前記第2直列回路は、第2トランジスタ及び第2抵抗を有し、前記第2抵抗は、前記第2トランジスタの負荷電流回路に配置されている。前記第1抵抗は、前記第1トランジスタがスイッチオンされている場合、即ち、導通している場合には、前記第1トランジスタに導電的に接続されている。この場合、導電的に接続されているというのは、負荷電流回路が通電状態であるということを意味している。前記第2抵抗は、前記第2トランジスタがスイッチオンされている場合、即ち、導通している場合には、前記第2トランジスタに導電的に接続されている。前記第1トランジスタのゲート端子は、前記パワートランジスタがスイッチオンされている場合には、前記パワートランジスタのゲート端子に導電的に接続されている。前記第2直列回路は、前記パワートランジスタがスイッチオフされている場合に導通する。さらには、前記パワートランジスタと前記第1トランジスタと前記第2トランジスタとを制御する制御ユニットが設けられている。前記制御ユニットは、前記パワートランジスタ及び前記第1トランジスタをスイッチオンし、第1電圧電位を検出する。前記第1電圧電位は、前記第1抵抗における電圧降下を表す。前記制御ユニットは、前記第1電圧電位と前記第1抵抗とに基づいて電流を求める。前記制御ユニットは、前記合計電流が所定の閾値よりも小さい場合には前記パワートランジスタ及び前記第1トランジスタをスイッチオフする。それと同時に前記制御ユニットは、前記第2トランジスタをスイッチオンし、これによって前記電流は、実質的に前記第2トランジスタを通って流れる。この場合、前記所定の閾値は、前記パワートランジスタの負荷回路内の所定の小さい電流を表す。
以下、本発明を、好ましい実施形態と添付図面とに基づいて説明する。
パワートランジスタデバイスの電流を検出するための本装置及び本方法は、パワートランジスタと、第1直列回路と、第2直列回路とを備え、前記パワートランジスタと前記第1直列回路と前記第2直列回路とは、互いに並列に配置されている。前記第1直列回路は、第1トランジスタ及び第1抵抗を有し、前記第1抵抗は、前記第1トランジスタの負荷電流回路に配置されている。前記第2直列回路は、第2トランジスタ及び第2抵抗を有し、前記第2抵抗は、前記第2トランジスタの負荷電流回路に配置されている。前記第1抵抗は、前記第1トランジスタがスイッチオンされている場合、即ち、導通している場合には、前記第1トランジスタに導電的に接続されている。この場合、導電的に接続されているというのは、負荷電流回路が通電状態であるということを意味している。前記第2抵抗は、前記第2トランジスタがスイッチオンされている場合、即ち、導通している場合には、前記第2トランジスタに導電的に接続されている。前記第1トランジスタのゲート端子は、前記パワートランジスタがスイッチオンされている場合には、前記パワートランジスタのゲート端子に導電的に接続されている。前記第2直列回路は、前記パワートランジスタがスイッチオフされている場合に導通する。さらには、前記パワートランジスタと前記第1トランジスタと前記第2トランジスタとを制御する制御ユニットが設けられている。前記制御ユニットは、前記パワートランジスタ及び前記第1トランジスタをスイッチオンし、第1電圧電位を検出する。前記第1電圧電位は、前記第1抵抗における電圧降下を表す。前記制御ユニットは、前記第1電圧電位と前記第1抵抗とに基づいて電流を求める。前記制御ユニットは、前記電流が所定の閾値よりも小さい場合には前記パワートランジスタ及び前記第1トランジスタをスイッチオフする。それと同時に前記制御ユニットは、前記第2トランジスタをスイッチオンし、これによって前記電流は、実質的に前記第2トランジスタを通って流れる。この場合、前記所定の閾値は、前記パワートランジスタの負荷回路内の所定の小さい電流を表す。
Claims (9)
- パワートランジスタデバイスの電流を検出するための装置(1)において、前記装置(1)は、
・パワートランジスタ(2)と、
・第1トランジスタ(4)及び第1抵抗(5)を有する第1直列回路(9)であって、前記第1抵抗(5)は、前記第1トランジスタ(4)の負荷電流回路に配置されている、第1直列回路(9)と、
・第2トランジスタ(6)及び第2抵抗(7)を有する第2直列回路(10)であって、前記第2抵抗(7)は、前記第2トランジスタ(6)の負荷電流回路に配置されている、第2直列回路(10)と、
・制御ユニット(8)と、
を備え、
前記第1直列回路(9)と前記第2直列回路(10)と前記パワートランジスタ(2)とは、互いに並列に配置されており、
前記第1抵抗(5)は、前記第1トランジスタ(4)がスイッチオンされている場合には、前記第1トランジスタ(4)に導電的に接続され、
前記第2抵抗(7)は、前記第2トランジスタ(6)がスイッチオンされている場合には、前記第2トランジスタ(6)に導電的に接続され、
前記第1トランジスタ(4)のゲート端子は、前記パワートランジスタ(2)がスイッチオンされている場合には、前記パワートランジスタ(2)のゲート端子に導電的に接続され、
前記制御ユニット(8)は、前記パワートランジスタ(2)と前記第1トランジスタ(4)と前記第2トランジスタ(6)とを制御し、前記パワートランジスタ(2)及び前記第1トランジスタ(4)をスイッチオンし、
前記制御ユニット(8)は、前記第1抵抗(5)における電圧降下を表す第1電圧電位(11)を検出し、
前記制御ユニット(8)は、前記第1電圧電位(11)と前記第1抵抗(5)とに基づいて電流を求め、
前記制御ユニット(8)は、前記電流が所定の閾値(20)よりも小さい場合には、前記パワートランジスタ(2)及び前記第1トランジスタ(4)をスイッチオフし、且つ、前記第2トランジスタ(6)をスイッチオンし、これによって前記電流は、実質的に前記第2トランジスタ(6)を通って流れる、
ことを特徴とする装置。 - 前記制御ユニット(8)は、タイマを有し、これによって前記制御ユニット(8)は、前記パワートランジスタ(2)及び前記第1トランジスタ(4)の前記スイッチオフを、所定の期間にわたって実施する、
請求項1記載の装置。 - 前記第1抵抗(5)と前記第2抵抗(7)とは、それぞれ異なる抵抗値を有し、特に前記第1抵抗(5)は、前記第2抵抗(7)の抵抗値の少なくとも10分の1の抵抗値を有する、
請求項1又は2記載の装置。 - 前記第2抵抗(7)として、前記第2トランジスタ(6)のオン抵抗が備えられている、
請求項1から3のいずれか1項記載の装置。 - 前記第1トランジスタ(4)と前記第2トランジスタ(6)とは、同一のトランジスタ型を有し、特にn型MOS又はp型MOSトランジスタである、
請求項1から4のいずれか1項記載の装置。 - 請求項1から5のいずれか1項記載の、パワートランジスタデバイスの電流を検出するための装置を備える、自動車の電気系統負荷のための回路遮断器において、
前記回路遮断器は、ローサイドスイッチとして機能し、
前記回路遮断器は、
・パワートランジスタ(2)と、
・制御ユニット(8)と、
・前記パワートランジスタ(2)のドレイン端子を給電電圧に接続する負荷抵抗と、
・第1トランジスタ(4)及び第1抵抗(5)を有する第1直列回路であって、前記第1抵抗(5)は、前記第1トランジスタ(4)の負荷電流回路に配置されている、第1直列回路と、
・第2トランジスタ(6)及び第2抵抗(7)を有する第2直列回路であって、前記第2抵抗(7)は、前記第2トランジスタ(6)の負荷電流回路に配置されている、第2直列回路と、
を備え、
前記第1直列回路(9)と前記第2直列回路(10)と前記パワートランジスタ(2)とは、互いに並列に配置されており、
前記第1抵抗(5)は、前記第1トランジスタ(4)がスイッチオンされている場合には、前記第1トランジスタ(4)に導電的に接続され、
前記第2抵抗(7)は、前記第2トランジスタ(6)がスイッチオンされている場合には、前記第2トランジスタ(6)に導電的に接続され、
前記第1トランジスタ(4)のゲート端子は、前記パワートランジスタ(2)がスイッチオンされている場合には、前記パワートランジスタ(2)のゲート端子に導電的に接続され、
前記制御ユニット(8)は、
・前記パワートランジスタ(2)と前記第1トランジスタ(4)と前記第2トランジスタ(5)とを制御し、前記パワートランジスタ(2)及び前記第1トランジスタ(4)をスイッチオンし、
・前記第1抵抗(5)における電圧降下を表す第1電圧電位(11)を検出し、
・電流を求め、
・前記電流が所定の閾値(20)よりも小さい場合には、前記パワートランジスタ(2)及び前記第1トランジスタ(4)をスイッチオフし、且つ、第2トランジスタ(6)をスイッチオンし、これによって前記電流は、実質的に前記第2トランジスタ(6)を通って流れる、
ことを特徴とする回路遮断器。 - 請求項1から5のいずれか1項記載の、パワートランジスタデバイスの電流を検出するための装置を備える、自動車の電気系統負荷のための回路遮断器において、
前記回路遮断器は、ハイサイドスイッチとして機能し、
前記回路遮断器は、
・パワートランジスタ(2)と、
・制御ユニット(8)と、
・前記パワートランジスタ(2)のソース端子をアースに接続する負荷抵抗と、
・第1トランジスタ(4)及び第1抵抗(5)を有する第1直列回路であって、前記第1抵抗(5)は、前記第1トランジスタ(4)の負荷電流回路に配置されている、第1直列回路と、
・第2トランジスタ(6)及び第2抵抗(7)を有する第2直列回路であって、前記第2抵抗(7)は、前記第2トランジスタ(6)の負荷電流回路に配置されている、第2直列回路と、
を備え、
前記第1直列回路(9)と前記第2直列回路(10)と前記パワートランジスタ(2)とは、互いに並列に配置されており、
前記第1抵抗(5)は、前記第1トランジスタ(4)がスイッチオンされている場合には、前記第1トランジスタ(4)に導電的に接続され、
前記第2抵抗(7)は、前記第2トランジスタ(6)がスイッチオンされている場合には、前記第2トランジスタ(6)に導電的に接続され、
前記第1トランジスタ(4)のゲート端子は、前記パワートランジスタ(2)がスイッチオンされている場合には、前記パワートランジスタ(2)のゲート端子に導電的に接続され、
前記制御ユニット(8)は、
・前記パワートランジスタ(2)と前記第1トランジスタ(4)と前記第2トランジスタ(5)とを制御し、前記パワートランジスタ(2)及び前記第1トランジスタ(4)をスイッチオンし、
・前記第1抵抗(5)における電圧降下を表す第1電圧電位(11)を検出し、
・電流を求め、
・前記電流が所定の閾値(20)よりも小さい場合には前記パワートランジスタ(2)及び前記第1トランジスタ(4)をスイッチオフし、且つ、前記第2トランジスタ(6)をスイッチオンし、これによって前記電流は、実質的に前記第2トランジスタ(6)を通って流れる、
ことを特徴とする回路遮断器。 - パワートランジスタデバイスの電流を検出するための方法、特に請求項1から5のいずれか1項記載の装置における電流を検出するための方法において、前記方法は、
・制御ユニット(8)によってパワートランジスタ(2)及び第1トランジスタ(4)をスイッチオンし、前記第1トランジスタ(4)の負荷電流回路に配置された第1抵抗(5)に通電させるステップ(200)と、
・第1抵抗(5)における電圧降下を表す第1電圧電位(11)を検出するステップ(210)と、
を有し、
制御ユニット(8)によって前記第1電圧電位(11)と前記第1抵抗(5)とに基づいて電流を求め、
前記電流が所定の閾値(20)よりも小さい場合には、制御ユニット(8)によって前記パワートランジスタ(2)及び前記第1トランジスタ(4)をスイッチオフし、且つ、前記第2トランジスタ(6)をスイッチオンし、これによって前記電流が、実質的に前記第2トランジスタ(6)を通って流れるようにする、
ことを特徴とする方法。 - 前記第1トランジスタ(4)の前記スイッチオフを、所定の期間にわたって実施する、
請求項8記載の方法。
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