开关设备制造技术

根据开关设备的实施例，开关设备包括第一开关、第二开关、以及评估电路。评估电路被配置为评估第一开关和第二开关之间的节点的时间行为，以便检测第一开关或者第二开关中的至少一个开关的可能故障状况。还提供了用于具有第一开关和第二开关的开关设备的对应故障检测方法。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及开关设备和关联的方法。
技术介绍
开关设备一般被用于选择性地电耦合开关设备的两个端子。以这一方式，例如通过将供应电压与开关设备的第一端子耦合并且将负载与开关设备的第二端子耦合，例如功率开关设备可以被用于选择性地将负载耦合到供应电压。对于一些应用，例如对于高电压应用，使用了常规机械开关。然而，随着半导体开关(例如功率晶体管)能力的提升，变得越来越期望在其中使用常规机械开关的应用中也使用半导体开关。对于一些应用，例如与安全相关的应用，期望或者甚至需要能够获得关于开关的状态的信息。例如，可能期望或者需要能够通过独立于控制开关的控制信号的测量而获得开关是否正确地断开或者闭合的信息。在机械开关中，这种对开关状态的感测可以通过使用与机械开关的实际触点并行操作的具有低功率消耗的并联感测触点来实施。然而，这一概念可能不容易转移到半导体开关。
技术实现思路
根据开关设备的实施例，开关设备包括第一开关、第二开关、以及评估电路。评估电路被配置为评估第一开关和第二开关之间的节点的时间行为，以检测第一开关或者第二开关中的至少一个开关的可能故障状况。根据用于具有第一开关和第二开关的开关设备的故障检测方法的实施例，该方法包括：评估第一和第二开关之间的节点的时间行为；
以及基于该时间行为确定第一开关或者第二开关中的至少一个开关的可能故障状况。本领域技术人员将在阅读以下具体实施方式时并且在查看附图时意识到附加的特征和优势。附图说明附图的元件不必要相对于彼此是按比例的。相同的附图标记指定对应的相似部分。各种图示的实施例的特征可以被组合，除非它们彼此排斥。实施例在附图中被描绘并且在下面的描述中详述。图1是图示了根据实施例的开关设备的框图。图2是图示了根据实施例的方法的流程图。图3图示了根据实施例的开关设备。图4图示了根据另一实施例的开关设备。图5图示了根据实施例的开关设备。图6图示了根据实施例的评估电路。具体实施方式在下面，将参照附图详细描述各种实施例。要注意的是，这些实施例仅用作说明性示例，不被解释为限制本申请的范围。例如，虽然实施例可以被描述为包括多个特征或者元件，但是这仅用于说明目的，并且在其它实施例中，这些特征或者元件中的一些可以被省略和/或被备选特征或者元件代替。此外，在一些实施例中，除了在图中明确描述或者示出的那些之外，可以在不脱离本申请的范围的情况下提供附加的特征或者元件。来自不同实施例的特征或者元件可以被与彼此组合以形成其它实施例。关于实施例之一描述的修改和变化还可以应用于其它实施例。图中所示或本文中描述的任何连接或者耦合(特别地，电连接或者耦合)可以被实施为直接连接或者耦合(即，被实施为没有中间元件的连接或者耦合)或者间接连接或者耦合(即，具有一个或者多个
中间元件的连接或者耦合)，只要基本上保持了连接或者耦合的一般功能(例如以传输某种信息或者信号)。连接或者耦合可以被实施为基于接线的连接或者耦合、或者无线连接或者耦合、或者其混合。一般地，在本申请的上下文中，开关可以被描述为包括一个或者多个控制端子和两个或者更多负载端子。开关的断开和闭合可以通过将一个或者多个信号应用到一个或者多个控制端子中的至少一个控制端子来控制。当开关闭合时，其提供(在无故障状态下)在其负载端子中的至少两个负载端子之间的低欧姆连接，使得电流可以在负载端子之间流动。当开关断开时，功率开关在其负载端子之间呈现阻断行为，即其是高欧姆的，使得基本上无电流可以在负载端子之间流动。应该注意的是，在实际的实施方式中，即使在断开状态下，一些(一般是不期望的)电流(像泄漏电流)也可以流动。这种泄漏电流通常比在开关的闭合状态下流动的电流低若干数量级。例如，在作为功率开关的应用中，一个负载端子可以耦合到负载，并且另一负载端子可以耦合到供应电压，以便选择性地经由开关将负载与供应电压耦合。在本申请的上下文下，闭合状态还称为开关的开启状态，并且断开状态还称为关闭状态。在一些实施例中，开关可以使用晶体管实施，例如像MOS晶体管的场效应晶体管。在这一情形下，负载端子可以例如对应于晶体管的源极端子和漏极端子，并且控制端子可以对应于栅极端子。在其它实施例中，开口可以使用双极晶体管实施。在这种情形下，负载端子可以例如对应于发射极端子和集电极端子，并且控制端子可以对应于基极端子。在一些实施例中，可以提供至少包括第一开关和第二开关的开关设备。第一开关和第二开关中的至少一个的状态可以通过当第一开关和第二开关断开时监视第一开关和第二开关之间的节点处的电压(例如该节点处的电压的时间行为)来确定。现在转到附图，图1图示了根据实施例的设备的框图。图1的设备包括第一开关11和第二开关12。第一开关11和第二
开关12中的至少一个可以是半导体开关，例如基于晶体管的开关。在其它实施例中，例如第一开关11可以是半导体开关并且第二开关12可以是机械开关。在其它实施例中，开关11、12两者都可以是半导体开关，或者开关11、12两者都可以是机械开关。虽然图1的实施例中的第一开关11和第二开关12直接串联耦合(即没有中间元件)，在其它实施例中，一个或者多个其它元件(例如负载)可以被提供在第一开关11和第二开关12之间。图1的实施例中的第一开关11和第二开关12的断开和闭合由控制器10控制，并且可以例如被用于选择性地将负载耦合到功率源，但是并不限于此。此外控制器10耦合到第一开关11和第二开关12之间的节点13。在一些实例中，从闭合状态开始，控制器10可以例如控制第一开关11断开，并且此后不久，控制第二开关12断开。当第一和第二开关11、12两者都断开时，控制器10可以监视节点13处的电压，特别地，节点13处的电压的时间行为。例如，节点13处的电压的改变速率或者速度可以给出关于跨第一开关11和/或第二开关12的泄漏电流的信息，即给出第一开关11和/或第二开关12是否正确断开和/或正确地在断开状态下操作(即，呈现低的泄漏电流并且提供高欧姆电阻)的信息。更详细的示例将在之后讨论。虽然在图1中第一开关11和第二开关12由控制器10控制并且节点13处的电压的评估也由控制器10执行，这不会被解释为限制性的，并且控制器10的不同电路或者实体可以服务于这些不同功能。换句话说，假设块“控制器”不会被解释为指示这一控制器必须被实施为用于其执行的所有功能的单个实体。图2是图示了根据实施例的方法的流程图。图1的方法可以在图1的开关设备或者之后参照图3至图5描述的开关设备中实施，但是还可以在其它设备和环境中实施。在20处，方法包括断开之前被闭合的第一开关。第一开关可以
是半导体开关，但是不限于此。在21处，方法包括断开之前被闭合的第二开关。在一些实施例中，第二开关可以是机械开关，但不限于此。在一些实施例中，21处的断开可以基本上同时执行或者在20处的断开之后不久执行。在其它实施例中，在20和21处，之前断开的开关可以被关闭。在22处，评估了第一和第二开关之间的节点的时间行为，例如节点处的电压的时间行为。例如，在一些实施例中，可以评估电压逼近固定值或者参考值的速率或者速度。基于该评估，在一些实施例中，可以获得关于开关的正确断开的信息和/或关于泄漏电流的信息，这将在之后更加详本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关设备，包括：第一开关；第二开关；以及评估电路，被配置为评估所述第一开关和所述第二开关之间的节点的时间行为，以便检测所述第一开关或者所述第二开关中的至少一个开关的可能故障状况。

【技术特征摘要】
2015.04.23 US 14/694,2421.一种开关设备，包括：第一开关；第二开关；以及评估电路，被配置为评估所述第一开关和所述第二开关之间的节点的时间行为，以便检测所述第一开关或者所述第二开关中的至少一个开关的可能故障状况。2.根据权利要求1所述的开关设备，进一步包括：控制电路，其被配置为当所述开关设备要被闭合时，首先闭合所述第一开关并且接着闭合所述第二开关，以及当所述开关设备要被断开时，首先断开所述第二开关并且接着断开所述第一开关。3.根据权利要求2所述的开关设备，其中所述评估电路被配置为检测所述第一开关的可能故障状况。4.根据权利要求1所述的开关设备，其中所述第一开关包括半导体开关。5.根据权利要求4所述的开关设备，其中所述第二开关包括半导体开关和机械开关之一。6.根据权利要求1所述的开关设备，其中所述第一开关包括机械开关，并且其中所述第二开关包括机械开关。7.根据权利要求1所述的开关设备，进一步包括被配置为与所述第一开关和所述第二开关之间的负载耦合的端子。8.根据权利要求1所述的开关设备，其中所述评估电路被配置为监视当从其中所述第一开关和所述第二开关被闭合、所述第一开关接着被断开、之后断开所述第二开关的状态开始时的所述时间行为。9.根据权利要求1所述的开关设备，进一步包括被配置为选择性地将所述节点充电到第一电压的电路路径，其中所述评估电路被配置为监视所述节点处的电压从所述第一电压到第二电压的改变。10.根据权利要求9所述的开关设备，其中所述路径包括具有比
\t闭合状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·毛德，K·克鲁普卡，J·巴伦舍恩，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT