用于无能量限制地对电感器进行安全放电的系统和方法技术方案

披露了一种用于从电感器负载快速安全释放能量的放电电路的实施例。该放电电路包括第一开关、第二开关和电压调节器。该电感器负载耦接于该第一开关与该第二开关之间。在快速去磁期间，截止高侧开关将负载从电压源解耦，并导通该第二开关。由于该电压调节器的缘故，该负载的一端的电压被推高并维持在预定水平。该预定电压下拉该感性负载的电流并使得该放电电路的温度迅速升高。一旦该温度达到预定阈值，比较电路就向驱动器输出信号并最终下拉该电感器的电压，以进行低功率去磁。以进行低功率去磁。以进行低功率去磁。

【技术实现步骤摘要】
用于无能量限制地对电感器进行安全放电的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年3月30日提交的专利技术人为西罗
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巴齐蒂、达尼洛
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拉涅利和马可
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皮奥
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德米切利且名称为“SYSTEMS AND METHODS TO SAFELY DISCHARGE INDUCTORS WITHOUT ENERGY LIMITATIONS[用于无能量限制地对电感器进行安全放电的系统和方法]”的临时申请序列号63/002,115、以及于2021年2月3日提交专利技术人为西罗
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巴齐蒂、达尼洛
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拉涅利和马可
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皮奥
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德米切利且名称为“SYSTEMS AND METHODS TO SAFELY DISCHARGE INDUCTORS WITHOUT ENERGY LIMITATIONS[用于无能量限制地对电感器进行安全放电的系统和方法]”的非临时申请序列号17/166,144的优先权。上述专利文献通过引用以其全文结合在此。
[0003]专利技术背景
A、

[0004]本专利技术总体上涉及用于从电感器释放能量的系统和方法。
B、
技术介绍

[0005]工业电机控制的一种应用是驱动电机制动器的线圈。为了迅速停止电机，必须要尽快使制动器电感器去磁(使线圈电流转变为零)。该过程意味着驱动电路中大量的功率耗散，使驱动电路暴露于可能的可靠性问题。
[0006]在快速去磁期间，包括多个开关的放电电路在短时间内产生热功率。结果，放电电路的温度迅速升高，并且可能对电路造成损坏。不幸的是，线圈电流在流动时无法被停止。因此，开关需要仅仅依赖于放电电路的IC封装体的功率耗散能力以维持IC的温度直到线圈完全放电。在超过某个能量水平(取决于电磁继电器的大小和初始电流)的情况下，高侧开关可能最终发生故障并且永久损坏。
[0007]因此，期望有用于从电感器快速安全放电的系统和方法。

技术实现思路

[0008]本本专利技术的实施例涉及用于从电感器快速安全放电的系统和方法。
[0009]在一个或多个实施例中，披露了一种用于对感性负载进行放电的放电电路，该放电电路包括第一放电开关(也称为第一开关)M
LS1
、第二放电开关(也称为第二开关)M
LS2
。感性负载的第一端经由高侧开关M
HS
耦接到电压源V
DD
。第一放电开关M
LS1
和第二放电开关M
LS2
可以是结合了二极管的N型金属
‑
氧化物
‑
半导体(NMOS)晶体管，其中，二极管阳极连接到晶体管的源极端子，而二极管阴极连接到晶体管的漏极端子。第二放电开关M
LS2
的第一端子在OUT节点处耦接到感性负载的第一端。第二放电开关M
LS2
的第二端子接地。负载的第二端同时耦接到第一放电开关M
LS1
的第一端子和齐纳二极管的阴极。第一放电开关M
LS1
的第二端子接地。齐纳二极管的阳极耦接到第一放电开关M
LS1
的控制端子。在一个或多个实施例中，齐纳二极管经由串联二极管耦接到第一放电开关M
LS1
的控制端子，该串联二极管与齐纳二极
管极性相反。
[0010]在一个或多个实施例中，温度传感器被置于第一放电开关M
LS1
附近，以感测第一放电开关M
LS1
的温度。比较电路接收参考温度信号T
保护
并从温度传感器接收感测温度信号T
MLS1
。比较电路的输出被馈送到驱动器电路，该驱动器电路耦接到用于对第一放电开关M
LS1
进行导通/截止(ON/OFF)控制的第一放电开关M
LS1
的控制栅极。一旦第一放电开关M
LS1
的温度达到T
保护
，放电电路的操作就转变为安全去磁模式。
[0011]在一个或多个实施例中，在快速去磁期间，钳位器可以由第一放电开关M
LS1
、齐纳二极管和温度传感器形成。高侧开关M
HS
被截止，第二放电开关M
LS2
被导通，以便发起去磁。由于在电感器电流在流动时无法被停止，因此形成通过第二放电开关M
LS2
、感性负载和第一放电开关M
LS1
的电流路径。考虑到负载的初始电流流动并且第二放电开关M
LS2
导通，OUT节点的电势被下拉到接近零，例如，
‑
0.1V。由于齐纳二极管的缘故，第二端子上的电势而被推高并维持在预定水平(例如，52V)。这样的预定电压迅速下拉感性负载的电流，从而实现快速去磁。同时，考虑到初始电流和施加到第一放电开关M
LS1
上的预定电压，第一放电开关M
LS1
的初始功率耗散高到足以使M
LS1
的温度迅速升高。
[0012]在一个或多个实施例中，一旦第一放电开关M
LS1
的温度达到T
保护
，比较电路就生成高输出。在接收到高输出时，驱动器电路将第一放电开关M
LS1
的控制栅极推动到高水平(例如，5V)，这导致跨齐纳二极管两端的电压低于其齐纳电压，并且因此将第一放电开关M
LS1
的第一端子处的电压水平下拉到远低于预定水平的水平(例如，0.1V)。在安全去磁期间，通过第一放电开关M
LS1
的电流也可以处在低得多的值，因为在快速去磁期间已经下拉了感性负载中的电流。考虑到开关M
LS1
第一端子处的低得多的电压水平，安全去磁期间开关M
LS1
的功率耗散显著更低，因此，开关M
LS1
的温度降低。
[0013]在一个或多个实施例中，比较电路使用滞后。一旦开关M
LS1
的温度下降到比T
保护
低滞后量时，放电电路就返回到快速去磁。
[0014]本披露的进一步适用领域将根据详细说明、权利要求以及附图而变得明显。详细说明和具体示例旨在仅用于说明的目的并且并不旨在限制本披露的范围。
附图说明
[0015]将参照本专利技术的在附图中展示的示例性实施例。这些附图旨在为说明性的，而并非限制性的。尽管总体上在这些实施例的上下文中描述了本专利技术，但通过这样做不旨在将本专利技术的范围限制成所描绘或所描述的实施例的具体特征。
[0016]图1A描绘了用于电感器的、包括分开的钳位器和开关装置的现有技术放电电路的电气示意功能框图。
[0017]图1B描绘了现有放电电路的钳位器的电流
‑
电压函数。
[0018]图2描绘了根据本专利技术的各实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于对感性负载进行去磁的放电电路，该放电电路包括：第一开关，该第一开关具有耦接到该感性负载的一端的第一端子；电压调节器，该电压调节器耦接于该第一开关的控制端子与该感性负载的该一端之间，该电压调节器在跨该电压调节器两端的电压低于预定值时阻止电流通过；第二开关，该第二开关耦接到该感性负载的另一端，在被导通时，该第二开关将该感性负载的该另一端接地，使得该感性负载的该一端的电压达到或高于该预定值；第一温度传感器，该第一温度传感器基于该放电电路的至少一个部件的温度生成感测温度信号；比较电路，该比较电路接收表示预定温度的参考温度信号和该感测温度信号，并生成关于该参考温度信号与该感测温度信号之间的比较的输出；以及驱动器，该驱动器从该比较电路接收输出，并且向该第一开关的该控制端子生成驱动器输出，响应于来自该比较电路的输出指示该放电电路的该至少一个部件的温度高于该预定温度，该驱动器输出导通该第一开关并使得该跨电压调节器两端的电压低于该预定值。2.如权利要求1所述的放电电路，其中，跨该电压调节器两端的电压被施加于该第一开关的第一端子与控制端子之间。3.如权利要求1所述的放电电路，其中，该比较器具有滞后，在该放电电路的至少一个部件的温度降低到比该预定温度低滞后量时，该驱动器输出使得该第一开关离开低导通电阻状态。4.一种用于对感性负载进行去磁的方法，该方法包括：将该感性负载的一端耦接到第一开关的第一端子，电压调节器耦接于该第一开关的控制端子与该第一端子之间，该电压调节器在跨该电压调节器两端的电压低于预定值时阻止电流通过；导通耦接到该感性负载的另一端的第二开关，以将该感性负载的该另一端接地，使得在该感性负载的该一端处感生出达到或高于该预定值的电压；使用置于该第一开关附近的温度传感器生成指示该第一开关的温度的感测温度信号；使用比较电路基于该感测温度信号与表示预定温度的参考温度信号之间的比较来生成输出；以及使用耦接到该比较电路的驱动器，根据来自该比较电路的输出向该第一开关的控制端子生成驱动器输出，响应于来自该比...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：