用于检测H桥电子电路上的短路的方法和设备技术

一种用于检测H桥电子电路(1)中的短路的方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测H桥电子电路上的短路的方法和设备


[0001]本专利技术涉及通过H桥电子电路以电子方式控制负载(如电马达)的领域。

技术介绍

[0002]H桥是广泛用于尤其是控制直流电马达的电子电路。H桥是简单组件，其通常包括开关(如晶体管)，并且尤其是允许例如通过脉冲宽度调制(PWM，按英语的“Pulse With Modulation”)控制来逆转直流马达的旋转的方向并且改变其速度。
[0003]在一些应用(如机动车应用)中需要检测这种类型的电路中的故障，这要求精确地监控受控元件(尤其是位于车辆的马达舱中的电马达)的操作。许多电马达实际上参与控制车辆的推进马达，并且对这些电马达的监控涉及调节、操作安全和乘客安全性的问题。
[0004]现有技术中用于H桥诊断的当前方法通常受限于用于检测与车辆的电池的端子或接地的直接短路的手段。这些短路检测方法对于检测给定量的直接短路通常是令人满意的，但是却遭受下文中列出的缺点。
[0005]在机动车应用的复杂环境中，取决于受控制的负载的阻抗、车辆的电池的电压和可能的电流泄漏，现有技术的方法可能涉及随机检测，导致错误诊断和对故障的原因的来源的不当解释。
[0006]此外，当检测到短路时，难以在H桥的输出上找到其位置。更何况，所讨论的导体上的短路的物理位置被排除。
[0007]现有技术的方法因此不适用于特征为线缆束的复杂性和接近性的机动车中，并且不适合于需要精确获知短路的位置以便能够实现补救或纠正策略的高级诊断和降级模式操作的功能。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于改进现有技术的短路检测手段。
[0009]为此，本专利技术目的在于一种用于检测H桥电子电路上的短路的方法，H桥电子电路包括：
[0010]‑
高电势供电端子；
[0011]‑
低电势供电端子；
[0012]‑
第一输出端子和第二输出端子，其用于连接到要控制的负载；
[0013]‑
两个高侧分支，其均包括一方面连接到高电势供电端子并且另一方面连接到输出端子之一的开关；
[0014]‑
两个低侧分支，其均包括一方面连接到低电势供电端子并且另一方面连接到输出端子之一的开关。
[0015]该方法包括以下步骤：
[0016]‑
选择所述分支之一作为第一测试分支；
[0017]‑
在供电端子与第一测试分支连接到的输出端子之间激活与第一测试分支的开关
并行的电流源；
[0018]‑
进行第一电势测量，其在于测量输出端子之一的电势；
[0019]‑
如果源自该第一电势测量的电势与第一测试分支连接到的供电端子的电势实质上不同，则选择与第一测试分支截然相对的第二测试分支；
[0020]‑
在供电端子与第二测试分支连接到的输出端子之间激活与第二测试分支的开关并行的电流源，并且保持第一测试分支的电流源有效；
[0021]‑
进行第二电势测量，其在于测量每个输出端子的电势；
[0022]‑
信号指示位于如下的输出端子中的短路的检测：该输出端子上源自第二电势测量的电势最接近源自第一电势测量的电势。
[0023]根据另一目的，本专利技术目的在于一种集成电路，其包括H桥电子电路以及适用于实现上述方法的模块。
[0024]高电势供电端子和低电势供电端子指代一般用于H桥的高侧和低侧的概念(按英语的“Highside(高侧)”和“Lowside(低侧)”)。
[0025]用于检测短路的方法是允许标记并且标识影响H桥并且源自两根线缆彼此之间或与车辆的接地的或多或少电阻性的意外连接的任何异常的通用诊断方法。表述“短路”在此是以广泛的意义采用的，并且同样指代直接短路(导体通过直接和非电阻性连接确实地返回另一导体的电势)以及通过较大电阻引起并且修改电势值的短路(部分隔离故障、电流泄漏等)。
[0026]根据本专利技术的方法增加了检测短路的可靠性和精确度的水平。即使受控负载的阻抗与源自短路的阻抗相比较高，该方法也允许安全地检测影响H桥的任何短路，确定短路的类型以及确定其位置和源自短路的电势。
[0027]本专利技术可以实现于任何类型的H桥中，并且特别适用于组合H桥和计算元件的集成电路，同样允许执行根据本专利技术的短路检测并实现已知的纠正或补救措施。
[0028]根据本专利技术的方法可以单独或组合地包括以下附加特征：
[0029]‑
方法还包括如下步骤：指示检测到的短路的所得值，检测到的短路的该所得值等于在第一电势测量期间测量的电势；
[0030]‑
方法包括如下步骤：基于对短路所位于的输出端子和短路的所述所得值的标识确定检测到的短路的物理位置；
[0031]‑
第一电势测量在于：测量第一测试分支的开关连接到的输出端子的电势；
[0032]‑
在进行第一电势测量的步骤之后，如果源自该第一电势测量的电势实质上等于第一测试分支连接到的供电端子的电势，则方法包括以下步骤：
[0033]‑
选择与第一测试分支相邻并且位于与第一测试分支的供电端子相对的供电端子的一侧的第三测试分支；
[0034]‑
在供电端子与第三测试分支连接到的输出端子之间激活与第三测试分支的开关并行的电流源；
[0035]‑
进行第三电势测量，其在于：测量输出端子之一的电势；
[0036]‑
如果源自该第三电势测量的电势实质上等于第一测试分支连接到的供电端子的电势，则选择与第三测试分支截然相对的第四测试分支；
[0037]‑
在供电端子与第四测试分支连接到的输出端子之间激活与第四测试分支的开关
并行的电流源，并且保持第三测试分支的电流源有效；
[0038]‑
进行第四电势测量，其在于：测量每个输出端子的电势；
[0039]‑
信号指示位于如下的输出端子中的短路的检测：该输出端子上源自第四电势测量的电势最远离源自第三电势测量的电势。
[0040]‑
在进行第三电势测量的步骤之后，如果源自该第三电势测量的电势与第一测试分支连接到的供电端子的电势实质上不同，则方法包括信号指示短路的缺失的步骤；
[0041]‑
方法还包括如下步骤：指示检测到的短路的所得值，检测到的短路的该所得值等于在第三电势测量期间测量的电势；
[0042]‑
方法包括如下步骤：基于对短路所位于的输出端子和短路的所述所得值的标识确定检测到的短路的物理位置；
[0043]‑
第三电势测量在于：测量第三测试分支的开关连接到的输出端子的电势；
[0044]‑
电流源具有相同或不同的偏置电压。
附图说明
[0045]本专利技术的其它特征和优点将参照随附附图从以下非限制性描述变得显而易见，在附图中：
[0046]‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测H桥电子电路(1)中的短路的方法，所述方法包括：
‑
高电势供电端子(2)；
‑
低电势供电端子(3)；
‑
第一输出端子(6)和第二输出端子(7)，其用于连接到要控制的负载(12)；
‑
两个高侧分支(4)，其均包括一方面连接到高电势供电端子(2)并且另一方面连接到输出端子(6、7)之一的开关(8、9)；
‑
两个低侧分支(5)，其均包括一方面连接到低电势供电端子(3)并且另一方面连接到输出端子(6、7)之一的开关(10、11)；所述方法特征在于，其包括以下步骤：
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选择所述分支之一作为第一测试分支；
‑
在供电端子(3)与第一测试分支连接到的输出端子(6)之间激活与第一测试分支的开关(10)并行的电流源(17)；
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进行第一电势测量，其在于：测量输出端子之一(6)的电势；
‑
如果源自该第一电势测量的电势与第一测试分支连接到的供电端子(3)的电势实质上不同，则选择与第一测试分支截然相对的第二测试分支；
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在供电端子(2)与第二测试分支连接到的输出端子(7)之间激活与第二测试分支的开关(9)并行的电流源(16)，并且保持第一测试分支的电流源(17)有效；
‑
进行第二电势测量，其在于：测量每个输出端子(6、7)的电势；
‑
信号指示位于如下的输出端子中的短路的检测：该输出端子上源自第二电势测量的电势最接近源自第一电势测量的电势。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括如下步骤：指示检测到的短路的所得值，检测到的短路的该所得值等于在第一电势测量期间测量的电势。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其包括如下步骤：基于对短路所位于的输出端子和短路的所述所得值的标识来确定检测到的短路的物理位置。4.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于，第一电势测量在于：测量第一测试分支的开关连接到的输出端子(6)的电势。5.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于，在进行第一电势测量的步骤之后，如果源自该第一电势测量的电势...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：