输出级中的开路负载检测制造技术

本申请涉及输出级中的开路负载检测。公开了用于在来自电气系统的输出级的连接中的开路负载检测的系统、设备、方法和技术。

Open load detection in output stage

The invention relates to a detection output level in the open load. Systems, devices, methods and techniques for open load detection in connection of an output stage from an electrical system are disclosed.

【技术实现步骤摘要】
输出级中的开路负载检测相关申请本申请要求2016年4月15日提交的序列号62/323,420的美国临时申请的权益，该美国临时申请的全部内容由此通过引用并入本文。
本公开一般涉及用于来自电气系统的输出级的连接中的开路负载检测的方法、设备和系统。
技术介绍
在各种电气系统中，例如在汽车应用中，中央控制单元耦合到各种传感器以接收输入，并且耦合到一个或多个负载或其它控制单元以提供与这些负载或其它控制单元相关的控制功能。在各种系统中，通过向负载或其它控制单元提供ON/OFF（打开/关闭）信号，中央控制单元是可操作的，以将负载或其它控制单元转换到“ON”或“OFF”状态。在汽车应用中，中央控制单元往往被称为发动机控制模块（ECM）。除了提供与汽车发动机系统相关的功能的控制和管理之外，ECM还往往耦合到其它控制单元，诸如用于ECM所驻留的汽车的变速器（transmission）控制单元、防抱死制动系统（ABS）控制单元、车身控制模块、气候控制模块、点火模块和防盗系统。在各种示例中，ECM通过将ECM的输出级（电路）耦合到控制单元或模块的输入的导体而耦合到这些其它控制单元或模块之一。对于各种汽车应用，ECM包括一个或多个输出级，一个或多个输出级是可操作的，以向与ECM分离的负载或其它控制单元提供ON/OFF控制信号。通过说明的方式，ECM可以包括连接到智能点火模块的输入的输出级（电路），其中ECM是可操作的，以向点火模块提供ON/OFF控制信号，该点火模块为智能点火模块控制ON和OFF状态。
技术实现思路
在一个示例中，该公开涉及一种开路负载检测电路，包括：被配置成向负载提供输出电压的电路输出，耦合到电路输出并耦合到被配置成切换负载的第一供电电压的第一开关，耦合到被配置成提供增量电压的电路输出的至少一个增量电压电路，其中增量电压电路耦合到第一开关以造成第一供电电压到提供给电路输出的第一开关的开关电压的电压幅度的减小，耦合到电路输出以向电路输出提供电流的至少一个电流源，电流源被配置成在开路负载状况的情况下克服（overcome）提供给电路输出的开关电压，以及被配置成在开路负载状况的情况下提供故障信号的至少一个比较器。在另一个示例中，该公开涉及一种方法，包括：由第一开关将开路负载检测电路的电路输出耦合到第一供电电压以切换负载，在电路输出处不存在开路负载状况时由至少一个增量电压电路在电路输出处生成开关电压，由至少一个电流源在电路输出处生成电压电平，该电压电平在电路输出处存在开路负载状况时克服开关电压并且提供与开关电压不同的第二输出电压，以及在电路输出处存在开路负载状况时由至少一个比较器生成故障信号。在下面的附图和描述中阐述本公开的一个或多个示例的细节。根据本描述和图，并且根据本权利要求，本公开的其它特征、目的和优点将是显而易见的。附图说明图1图示根据本公开中描述的一个或多个示例性方法、设备和系统的包括一个或多个开路负载检测电路的示例性控制单元的框图。图2图示与常规开路负载检测技术相关联的各种信号的图形图。图3图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的开路负载检测电路的示意图。图4A和4B图示根据本公开的一个或多个方面的各种信号的图形表示。图5图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。图6图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。图7图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。图8图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。图9A图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。图9B图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。图10是根据本公开中描述的各种技术的图示各种方法的流程图。图11是根据本公开中描述的各种技术的图示各种方法的流程图。本文提供的图和描述图示和描述本申请的专利技术方法、设备和系统的各种示例。然而，本申请的方法、设备和系统不限于如本文所图示和描述的具体示例，并且本申请的方法、设备和系统的其它示例和变型（如将由本领域普通技术人员所理解的）被设想为在本申请的范围内。在本文提供的各种说明和描述中，提及“地”或者将电压电平称为“地”。然而，提及“地”或者“地”的电压电平不限于任何特定电压电平或限于具体意义上的“大地”，并且将被解释为提及在被指定为耦合到“地”或“接地”的点之间的公共电压电平。另外，在本文图示和描述的各种示例中，为开路负载检测电路并且为耦合到或旨在耦合到开路负载检测电路的负载、模块或其它设备示出或描述“地”。在一些实例中，“地”是相同的参考电压电平。然而，在各种示例中，开路负载检测电路的地电压电平是与为在耦合到或旨在耦合到开路负载检测电路的负载、模块或其它设备处提供的“地”图示和描述的参考电压电平不同的参考电压电平。
技术实现思路
如上所指出的，各种电气系统包括中央控制单元，该中央控制单元是可操作的，以电耦合到一个或多个其它设备，诸如传感器、负载或一个或多个其它控制模块。在各种示例中，中央控制单元的输出级（电气电路）包括电路输出，该电路输出是可操作的，以通过诸如电线之类的导体耦合到负载的输入、模块的输入或另一个设备的输入（其中的每一个在下文中被简单地称为一个/所述“负载”）。因为这种导体可能不经意地变得断开，或者导体中的断裂可能发生，所以开路负载状况可能发生。在各种示例中，每当诸如中央控制单元的输出级之类的输出级与负载的输入之间的电连接被电气断开，使得从输出级到负载的输入的电流路径不再存在，就存在开路负载状况。在其它示例中，当在中央控制单元的输出级与所述输出级旨在电耦合到的负载的输入之间的耦合相对于输出级呈现高欧姆状况时，也存在开路负载状况。当存在用于来自输出级的输出电路的电流的流动的电流路径时，存在这样的高欧姆状况，但是路径呈现具有比将在输出级与负载的输入之间存在适当的耦合时提供的高得多的欧姆电阻的路径。高欧姆路径的示例是一个实例，其中在输出级与输出级旨在耦合到的负载的输入之间的导体实际上是断开的，但是存在来自导体的、允许某个水平的电流从输出级出现的漏电流路径。然而，在输出级处的高欧姆路径状况的实例不限于由漏电流引起的小电流，并且使得在输出级处存在高欧姆路径的任何状况可以被认为是“开路负载状况”。在各种示例中，当仅仅到输出级的输出或来自输出级的输出的一定百分比的电流相对于电流（该电流将被期望为当预期的负载适当地耦合到输出级时到输出级或来自输出级的输出电流）的标称值存在时，可以将“开路负载状况”定义为发生。换句话说，在各种示例中，开路负载状况可以由到输出级或来自输出级的一定百分比的期望水平的电流（标称）输出来定义，标称输出是当旨在耦合到输出级的负载实际上正确地电连接到输出级时将发生的电流。因此，在各种示例中，对“开路负载状况”的一个定义取决于旨在耦合到输出级的负载。作为示例，如果将耦合到输出级的输出电路的预期的负载正常在输出级处为100毫安的电流提供电流路径（当输出正在提供诸如“ON”或“OFF”状态之类的特定输出状态时），当提供该输出状态时用于该输出级的“开路负载状况”可以被定义为相对于100毫安的期望输出电流的1％或更少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开路负载检测电路，包括：电路输出，被配置成向负载提供输出电压，第一开关，耦合到电路输出并耦合到被配置成切换负载的第一供电电压，至少一个增量电压电路，耦合到被配置成提供增量电压的电路输出，其中增量电压电路耦合到第一开关以造成第一供电电压到提供给电路输出的第一开关的开关电压的电压幅度的减小，至少一个电流源，耦合到电路输出以向电路输出提供电流，电流源被配置成在开路负载状况的情况下克服提供给电路输出的开关电压，以及至少一个比较器，被配置成在开路负载状况的情况下提供故障信号。

【技术特征摘要】
2016.04.15 US 62/323420;2016.06.03 US 15/1734151.一种开路负载检测电路，包括：电路输出，被配置成向负载提供输出电压，第一开关，耦合到电路输出并耦合到被配置成切换负载的第一供电电压，至少一个增量电压电路，耦合到被配置成提供增量电压的电路输出，其中增量电压电路耦合到第一开关以造成第一供电电压到提供给电路输出的第一开关的开关电压的电压幅度的减小，至少一个电流源，耦合到电路输出以向电路输出提供电流，电流源被配置成在开路负载状况的情况下克服提供给电路输出的开关电压，以及至少一个比较器，被配置成在开路负载状况的情况下提供故障信号。2.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中至少一个增量电压电路直接耦合到第一开关，并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载，其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压，以及其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号，同时开路负载电路被配置成接通负载。3.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，进一步包括：第二开关，耦合到电路输出并耦合到被配置成接通负载的第二供电电压，其中至少一个增量电压电路直接耦合到第二开关，并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载，其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压，以及其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号，同时开路负载电路被配置成接通负载。4.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，进一步包括：第二开关，耦合到电路输出并耦合到被配置成切断负载的第二供电电压，其中至少一个增量电压电路直接耦合到第二开关，并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载，其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压并且大于第二供电电压，以及其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号，同时开路负载电路被配置成切断负载。5.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中至少一个增量电压电路直接耦合到第一开关，并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载，其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压，以及其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号，同时开路负载电路被配置成切断负载。6.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，进一步包括：第二开关，耦合到电路输出并耦合到被配置成切断负载的第二供电电压，各自耦合到电路输出的第二增量电压电路、第二电流源和第二比较器；其中至少一个增量电压电路中的第一个直接耦合到第一开关，并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载，其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压，其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号，同时开路负载电路被配置成接通负载，其中第二增量电压电路直接耦合到第二开关，并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载，其中由第二电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压，以及其中第二比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号，同时开路负载电路被配置成切断负载。7.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，进一步包括：第二开关，耦合到电路输出并耦合到被配置成接通负载的第二供电电压，各自耦合到电路输出的第二增量电压电路、第二电流源和第二比较器；其中至少一个增量电压电路中的第一个直接耦合到第一开关，并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载，其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压，其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号，同时开路负载电路被配置成切断负载，其中第二增量电压电路直接耦合到第二开关，并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载，其中由第二电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压，以及其中第二比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号，同时开路负载电路被配置成接通负载。8.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中增量电压电路包括二极管。9.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中增量电压电路和开关包括至少一个经调节的晶体管。10.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中增量电压电路包括以反串联配置布置的一对经调节的晶体管。11.根据权利要求1所述的开路负载检测，其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一或第二供电电压中的一个，以及其中至少一个比较器的第二输入耦合到电路输出。12.根据权利要求1所述的开路负载检测，其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一参考电压，以及其中比较器的第二输入耦合到电路输出。13.根据权利要求1所述的开路负载检测，其中在电路输出处存在开路负载状况时，在电路输出处提供的电压大于第一供电电压。14.根据权利要求3所述的开路负载检测电路，其中在电路输出处存在开路负载状况时，在电路输出处提供的电压小于第二供电电压。15.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中负载包括金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）设备，并且电路输出直接耦合到MOSFET设备的栅极。16.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中负载包括绝缘栅双极晶体管（IGBT）设备，并且电路输出直接耦合到IGBT设备的栅极。17.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中负载包括智能模块。18.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中负载包括电阻负载。19.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中负载包括电感负载。20.根据权利要求1所述的开路负载检测电路，其中增量电压电路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：M卡尔特内格，H诺瓦克，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE