用于识别电路缺陷并用于避免调节器中的过电压的电路制造技术

描述一种用于识别电路缺陷和/或用于避免调节器中的过电压的电路，该电路包括功率调节器电路和过电压抑制电路，该功率调节器电路具有第一晶体管(MOS

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别电路缺陷并用于避免调节器中的过电压的电路
本专利技术涉及一种用于识别电路缺陷和/或用于避免调节器中的过电压的电路，该电路包括功率调节器电路和过电压抑制电路，其中，该功率调节器电路设置为用于为过电压抑制电路提供电压，该过电压抑制电路设置为用于提供受保护的电压。
技术介绍
由现有技术已知不同的方法，借助所述不同的方法可以识别电路中的过电压。例如，美国专利文献US7,576,964B2公开一种用于MOS晶体管和耗电器的开关电路的过电压保护电路，该开关电路串联连接在第一电流供应装置与第二电流供应装置之间。该过电压保护电路包含控制信号电路、动态钳位电路、控制开关和过电压检测电路。此外，由美国专利文献US9,007,737B2已知一种过电压保护电路，该过电压保护电路包括电阻分压器、参考电压供应单元、比较器和逆变器，其中，该逆变器包括第一至第三半导体开关元件的串联-并联组合电路，所述第一至第三半导体开关元件由比较器的输出操控。在此，通过接收比较器的输出信号来操控第一半导体开关元件和第二半导体开关元件或第三半导体开关元件，并且当外部电压处于内部开关电路所需的电压的范围内时输出外部电压。以这种方式，外部电压流到接地并且因此使施加在内部电路上的电压为0伏，以便保护内部开关电路免受外部的过电压。此外，电气和电子工程师协会(IEEE)的公开文献“Lowdropregulatorwithovervoltageprotectionandresetfunctionforautomotiveenvironment”描述双极高压工艺如何实现如下电压调节器的集成：该电压调节器可以以最小的电压降工作并且可以承受直至80伏的正过电压以及负过电压。功率侧的被完全表面保护的PNP晶体管使得能够实现尤其为汽车应用和工业应用所需的大的使用范围。所谓的“齐纳击穿-平衡(Zener-Zap-Trimm)”参考使得能够在没有可调节的或高度精准的外部组件的情况下精准地接通和关断复位逻辑电路。在上述方法中通过如下方式避免或探测过电压事件：在使用过电压检测电路和钳位电路的情况下阻止输出端MOS晶体管的破坏，由此关断输出端MOS晶体管并将输出端电压以接地为参照或者关断输出端功率PNP晶体管。在所述方法的每个中假设，输出端MOS/PNP晶体管不具有诸如漏极与源极之间的短路或集电极与发射极之间的短路之类的缺陷。这样的缺陷可能导致造成板载电路和负载或耗电器的破坏的外部电池电压在没有任何调节的情况下直接出现在负载处或出现在耗电器处。这在汽车领域中是重要的，因为电池电压标称上为14伏但是在负载沉积(Lastablagerung)的情况下可能升高。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种用于识别电路缺陷和/或用于避免调节器中的过电压的电路，该电路包括功率调节器电路和过电压抑制电路，该功率调节器电路具有第一晶体管、包括运算放大器以及第一参考电压源的调节环路、反馈电阻，该过电压抑制电路具有第二晶体管、包括运算放大器以及参考电压源的调节环路、反馈电阻，其中，该功率调节器电路设置为用于为过电压抑制电路提供电压，该过电压抑制电路设置为用于提供受保护的电压。本专利技术的优点本专利技术使得不仅能够检测调节器的不同的部分电路中的缺陷，而且能够检测输出端MOS晶体管本身中的缺陷。部分电路和输出端MOS晶体管中的每个缺陷都可能引起造成芯片的功能故障或破坏的过电压事件或欠电压事件。此外，本专利技术使得不仅能够检测过电压事件，而且能够限制这些过电压事件，使得在2.7V至3.6V的范围中工作的数字逻辑电路和负载回路可以按照规定地起作用。这使得数字逻辑电路能够采取相应的措施——例如受控的关断的措施。电压抑制电路将电压限制在通电电路的最大运行范围上，使得所述通电电路即使在存在缺陷(例如功率晶体管的漏极-源极短路)的情况下也能良好地起作用。这对于汽车领域中的应用是特别有用的，在所述汽车领域中，不受控的关断可能导致所不期望的行为。有利地，该电路还包括第三晶体管，该第三晶体管的栅极连接端与过电压抑制电路的第二晶体管的源极连接端连接，并且该第三晶体管设置为用于限制该第三晶体管的源极连接端上的过电压。根据本专利技术，由此可以实现，第三晶体管的漏极连接端上的超过3.6伏的电压值在源极连接端上变得不被允许。根据该电路的一种特别的构型，在第三晶体管的源极连接端上连接有如下比较器的输入端：该比较器设置为用于通过将受限的电压与第二参考电压源的电压进行比较来探测过电压。以这种方式可以产生标明过电压的存在的可进一步处理的二进制输出端信号。优选地，设置为用于探测过电压的第一比较器被设置为用于输出表示过电压的二进制值。这使得能够实现，尽管第二比较器和保护调节器使用相同的第二参考电压源，但是可以由第一比较器识别出第二参考电压源中的导致较低目标值的缺陷。在一种有利的构型中，该电路还包括用于借助第二比较器来探测功率调节器的欠电压的电路，该第二比较器将第二参考电压源的电压与通过所提供的受保护的电压而获得的电压进行比较。由此可以产生标明欠电压的存在的可进一步处理的二进制输出端信号。在本专利技术的一种特别的实施方式中，设置为用于探测欠电压的比较器在此被设置为用于输出表示欠电压的二进制值。由此可以实现，不低于预限定的电压值，使得在2.7伏至3.6伏的范围中工作的数字逻辑电路和负载回路可以按照规定地起作用。根据本专利技术的一种替代的实施方式，该电路还包括借助两个比较器来探测功率调节器的欠电压的电路，其中设置，将通过第一或第二参考电压源的电压而获得的电压与借助所提供的受保护的电压而获得的电压进行比较。由此使得能够在由功率调节器电路所提供的电压中的过电压与所提供的受保护的电压中的欠电压之间进行明确的区分。有利地，两个比较器在此设置为用于输出表示欠电压的二进制值。根据本专利技术的一种优选的实施方式，还设置有逻辑与门，所述逻辑与门用于将反映欠电压的二进制值相关联。由此，在由功率调节器电路所提供的电压明显低于预限定的值的情况下将输出值附加地置为1，从而可以识别第二参考电压源中的故障。根据本专利技术的另一替代的实施方式，该电路还包括具有可变换的参考源的欠电压识别比较器，该欠电压识别比较器用于探测参考源中的造成功率调节器过电压或保护调节器欠电压的缺陷。由此使得能够在由于调节器中的故障和参考电压中的故障而引起的过电压或欠电压之间进行明确的区分。优选地，根据本专利技术的电路包括数字部分，在该数字部分处提供受保护的电压。通过这种数字部分尤其可以对电路的确定构件(例如功率调节器和/或比较器)进行电激励。根据本专利技术的另一有利的变型方案，数字部分具有用于接收二进制值的输入端和用于发送二进制值的输出端。通过发送二进制值，例如可以基于所接收的二进制值对负载回路进行受控制的关断，以便避免电路的损坏和/或该电路的耗电器或负载回路的损坏。根据本专利技术还可以设置，借助外部的电池电压来对第一参考电压源、第二参考电压源、功率调节器电路和过电压抑制电路进行供电。本专利技术的有利扩展方案在从属权利要求中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于识别电路缺陷和/或用于避免调节器中的过电压的电路，所述电路包括：/n-功率调节器电路，所述功率调节器电路具有第一晶体管(MOS

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180117 DE 102018200668.71.一种用于识别电路缺陷和/或用于避免调节器中的过电压的电路，所述电路包括：
-功率调节器电路，所述功率调节器电路具有第一晶体管(MOSPWR)、包括运算放大器(OTAPWR)以及第一参考电压源(VREF1)的调节环路、反馈电阻(R1，R2，R3)；
-过电压抑制电路，所述过电压抑制电路具有第二晶体管(MOSPROT)、包括运算放大器(OTAPROT)以及参考电压源(VREF2)的调节环路、反馈电阻(R4，R5，R6)；
其中，所述功率调节器电路设置为用于为所述过电压抑制电路提供电压(VDD_PWR)，所述过电压抑制电路设置为用于提供受保护的电压(VDD_PROT)。


2.根据权利要求1所述的电路，所述电路还包括第三晶体管(MOSOV)，所述第三晶体管的栅极连接端与所述第二晶体管(MOSPROT)的源极连接端连接，并且所述第三晶体管设置为用于限制所述第三晶体管(MOSOV)的源极连接端上的过电压。


3.根据权利要求2所述的电路，其中，在所述第三晶体管(MOSOV)的所述源极连接端上连接有第一比较器(COMPOV)的输入端，所述第一比较器设置为用于通过将受限的电压(VOV)与所述第二参考电压源(VREF2)的电压进行比较来探测过电压。


4.根据权利要求3所述的电路，其中，设置为用于探测过电压的所述第一比较器(COMPOV)被设置为用于输出表示过电压的二进制值(FLAGOV)。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的电路，所述电路还包括用于借助第二比较器(COMPUV)来探测所述功率调节器的欠电压的电路，所述第二比较器将所述第二参考电压源(VREF2)的电压与通过所提供的受保护的电压(VDD_PROT)而获得的电压(VUV)进行比较。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：H·巴拉苏布拉马尼亚姆，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE