续流电压的控制制造技术

在一个实例中，电路包括电压源、电感负载、电容器、开关单元以及负载单元。开关单元配置为在第一状态和第二状态下操作。在第一状态期间，开关单元将电感负载耦合到电压源。在第二状态期间，开关单元将电感负载耦合到电容器。负载单元配置为基于电容器的电压与参考电压的比较而从电容器接收能量。

Freewheeling voltage control

In an example, the circuit includes voltage source, inductance load, capacitor, switch unit and load cell. The switch unit is configured to operate in the first and second states. During the first state, the switch unit couples the inductive load to the voltage source. During the second state, the switch unit couples the inductive load to the capacitor. The load cell is configured to receive energy from the capacitor based on the comparison between the voltage of the capacitor and the reference voltage.

【技术实现步骤摘要】
续流电压的控制
本公开涉及开关单元，诸如包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或其他类型开关的单元。
技术介绍
开关单元可用于激活和去激活负载。例如，开关单元可被切换以在闭合状态下操作，以激活诸如继电器或螺线管的电感元件。在某些情况下，开关单元可切换成在打开状态下操作以去激活电感分量。
技术实现思路
总体而言，本公开涉及用于去激活负载的技术。例如，续流二极管(freewheelingdiode)可使存储在负载中的功率重定向，以减少开关单元中的功率损耗，而非导致开关单元中高功率损耗的有源齐纳方法(例如有源钳位)。例如，续流二极管可使存储在负载中的功率重定向以参与电压的生成。在一些情况下，续流二极管可将存储在负载中的功率以远离开关元件的方式重定向，例如重定向到开关元件的集成电路外部的电阻元件。在一个实例中，电路包括电压源、电感负载、电容器、开关单元和负载单元。开关单元被配置为在第一状态和第二状态下操作。在第一状态期间，开关单元将电感负载耦合到电压源。在第二状态期间，开关单元将电感负载耦合到电容器。负载单元被配置为基于电容器的电压与参考电压的比较，从电容器接收能量。在另一实例中，电路包括电压源、电感负载、电容器、第一开关单元、第二开关单元以及负载单元。电压源包括第一节点和第二节点。电感负载包括第一节点和第二节点。电容器包括第一节点和第二节点。第一开关单元被配置为在第一状态和第二状态下操作。在第一状态期间，第一开关单元将电感负载的第一节点耦合到电压源的第一节点。在第二状态期间，第一开关单元将电感负载的第一节点耦合到电压源的第二节点。第二开关单元被配置为在第一状态和第二状态下操作。在第一状态期间，第二开关单元将电感负载的第二节点耦合到电容器的第一节点。在第二状态期间，第二开关单元将电感负载的第二节点耦合到电容器的第二节点。负载单元被配置为基于电容器的电压与参考电压的比较，从电容器接收能量。在另一实例中，方法包括通过电路的开关单元选择性地将电容器耦合到电感负载，并且基于电容器的电压与参考电压的比较通过电路的负载单元从电容器接收能量。这些和其他实例的细节在附图和下面的描述中阐述。其他特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求书中变得显而易见。附图说明图1是示出了根据本公开的一种或多种技术的第一实例开关系统的框图。图2是示出了根据本公开的一种或多种技术的实例开关单元和实例电压源的电路图。图3是示出了根据本公开的一种或多种技术的第二实例开关系统的框图。图4是示出了根据本公开的一种或多种技术的实例转换器单元的电路图。图5是示出了根据本公开的一种或多种技术的实例反激式功率转换器的电路图。图6是示出了根据本公开的一种或多种技术的实例放电模块的电路图。图7是示出了根据本公开的一种或多种技术的实例集成电路的电路图。图8是与可由根据本公开的电路执行的技术一致的第一流程图。图9是示出了根据本公开的一种或多种技术的第三实例开关系统的框图。图10是示出了根据本公开的一种或多种技术的实例第一和第二集成电路的电路图。图11是示出了根据本公开的一种或多种技术的第四实例开关系统的框图。图12是与可由根据本公开的电路执行的技术一致的第二流程图。具体实施方式一些系统可使用齐纳二极管来允许开关单元去激活电感负载(例如继电器、螺线管等)。然而，这样的技术可将存储在负载的磁场中的能量释放到开关单元自身中，从而在封装(例如包括开关单元的集成电路)以及将封装限制到负载的最大电感值方面需要热量考虑。此外，由于负载电流的变化率可由负载的电阻、负载的电感以及电源电压限定，因此可能不能控制去激活电感负载的延迟。根据本公开的一种或多种技术，一些实例可使用续流二极管将存储在负载的磁场中的功率以远离开关单元的方式重定向，而非使用齐纳二极管以释放开关单元自身中的能量。例如，续流二极管可使存储在负载中的功率重定向，以参与电压(例如电源电压、升压电压等)生成。以这种方式，可提高所得系统的效率，因为存储在负载中的能量能够被恢复而非作为热量排放。另外或可替代地，续流二极管可将存储在负载中的功率以远离开关单元的方式重定向，例如重定向到开关单元的集成电路外部的电阻元件。以这种方式，更多开关单元可结合到单个集成电路(例如片上系统(SOC))中，这是因为开关单元自身(以及包含开关的集成电路)的热损失可大大降低。此外，续流二极管可配置为使存储在负载磁场中的功率重定向，以精确控制负载电流的变化率，从而改善开关单元的开关特性(例如减小延迟、精确控制延迟等)。例如，续流二极管可将功率重定向到调节到升压电压的电容器，该升压电压被选择以精确地控制负载的放电率。在一些应用(例如汽车)中，可已经包括这样的升压电压，例如以提供用于启动内燃机的电压。这样，可以成本和复杂性的最小增加来实现本公开的一种或多种技术。图1是示出根据本公开的一种或多种技术的第一实例开关系统的框图。如图1的实例所示，开关系统1可包括电压源10、电容器12、电压轨14、电压轨24、接地轨16、电容器20、电压源22、负载32A-N(统称为“负载32”)、二极管34A-N(统称为“二极管34”)以及开关单元36A-N(统称为“开关单元36”)。在一些实例中，开关系统1可包括负载单元27。尽管接地轨16在某些情况下可涉及接地或与保护性接地导体的连接，然而应当理解，在其他情况下，接地轨16可为与接地和/或与保护接地导体的连接不同的参考节点。电压源10可配置为向开关系统1的一个或多个其他部件提供电力。例如，电压源10可配置为向负载32提供电力。更具体地，电压源10可调节电压轨14与接地轨16之间的电压以提供额定电压(例如12VDC至14VDC)。在一些实例中，电压源10可为一个或多个电池单元的输出。在一些实例中，电压源10可为诸如整流器的功率转换器的输出。例如，电压源10可为整流交流输出。实例整流器可包括但不限于单相整流器(例如半波、全波等)，三相整流器(例如半波、全波、桥等)等。在一些实例中，电压源10可表示与电网的连接。例如，电压源10可为从电网接收VAC的AC至DC功率转换器的整流输出(例如60Hz的120VAC、50Hz的230VAC等)。在一些情况下，电容器12可配置为使由电压源10供应以提供直流(DC)电压的电压平滑。在一些实例中，电压源10可包括开关模式功率转换器。开关模式功率转换器的实例可包括但不限于反激、降压-升压、降压、升压、丘克等。例如，电压源10可包括反激式功率转换器，该功率转换器配置为控制电压轨14与接地轨16之间的DC电压，以提供额定电压(例如12VDC至14VDC)。电容器12可包括配置为将电能存储在电场中的电气部件。在一些实例中，电容器12可配置为减小电压轨14与接地轨16之间的电压纹波。配置为将电能存储在电场中的电气部件的实例可包括但不限于陶瓷电容器，膜电容器，电解电容器(例如铝、钽、铌等)，超级电容器(例如双层、准电容器(pseudocapacitor)、混合电容器)，云母电容器等。尽管电容器12可被描述为单个电容器，然而电容器12可为电容元件的阵列。例如，电容器12可为并联和/或串联耦合的电容元件的阵列。在一些情况下，每个电容元件可为分立元件，而在其他情况下，每个电容元件可包含在单个封装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：电压源；电感负载；电容器；开关单元，被配置为在第一状态和第二状态下操作，其中所述开关单元在所述第一状态期间，将所述电感负载耦合到所述电压源，并且所述开关单元在所述第二状态期间，将所述电感负载耦合到所述电容器；以及负载单元，被配置为基于所述电容器的电压与参考电压的比较，从所述电容器接收能量。

【技术特征摘要】
2016.04.19 US 15/132,9681.一种电路，包括：电压源；电感负载；电容器；开关单元，被配置为在第一状态和第二状态下操作，其中所述开关单元在所述第一状态期间，将所述电感负载耦合到所述电压源，并且所述开关单元在所述第二状态期间，将所述电感负载耦合到所述电容器；以及负载单元，被配置为基于所述电容器的电压与参考电压的比较，从所述电容器接收能量。2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述参考电压由所述电感负载的电流分布限定。3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述负载单元包括被配置为向所述电压源供能的转换器单元。4.根据权利要求1所述的电路，还包括：第二电容器，其中所述负载单元包括被配置为向所述第二电容器供能的转换器单元。5.根据权利要求1所述的电路，还包括：第二电感负载；以及第二开关单元，被配置为在第一状态和第二状态下操作，其中所述第二开关单元在所述第二开关单元的第一状态期间，将所述第二电感负载耦合到所述电压源，并且所述第二开关单元在所述第二开关单元的第二状态期间，将所述第二电感负载耦合到所述电容器。6.根据权利要求1所述的电路，其中，所述负载单元包括放电模块，所述放电模块被配置为选择性地切换与所述电容器并联的电阻元件。7.根据权利要求1所述的电路，还包括：二极管，包括第一节点和第二节点；其中所述开关单元包括与所述电感负载串联连接的开关；以及其中所述二极管的第一节点被连接到所述电感负载与所述开关之间的节点，并且其中所述二极管的第二节点被连接到所述电容器。8.根据权利要求7所述的电路，其中，所述二极管的第一节点为阳极，并且其中所述二极管的第二节点为阴极。9.根据权利要求1所述的电路，其中，所述负载单元还被配置为从所述电容器接收能量，使得所述电容器的电压大于由所述电压源提供的电压。10.一种电路，包括：电压源，包括第一节点和第二节点；电感负载，包括第一节点和第二节点；电容器，包括第一节点和第二节点；第一开关单元，被配置为在第一状态和第二状态下操作，其中所述第一开关单元在所述第一状态期间，将所述电感负载的第一节点耦合到所述电压源的第一节点，并且所述第一开关单元在所述第二状态期间，将所述电感负载的第一节点耦合到所述电压源的第二节点；第二开关单元，被配置为在第一状态和第二状态下操作，其中所述第二开关单元在所述第一状态期间，将所述电感负载的第二节点耦合到所述电容器的第一节点，并且所述第二开关单元在所述第二状态期间，将所述电感负载的第二节点耦合到所述电容器的第二节点；以及负载单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·巴伦舍恩，C·施魏克特，
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