【技术实现步骤摘要】
本公开涉及预测性维护领域，并且更具体地，涉及一种用于预测即将需要对由集成电源供电的电容性负载执行维护的技术。
技术介绍
1、由于不断增加的互连性和智能自动化，工业4.0概念化了在不久的将来技术、工业和工艺的快速发展和变化。实际上，设想了使用现代智能技术，大规模机器对机器通信(m2m)和物联网(iot)的传统制造和工业实践的自动化。
2、这提供了能够分析和诊断问题而不需要人工干预的自监测智能设备的可能性。这种自我监测提供了预测性维护的可能性。在工厂中，部件的损坏或损毁可能导致生产中不可预测和不可预见的临时停机。典型地，部件在故障之前退化。因此，在部件故障之前通过自我监测来检测部件的退化将允许在生产中产生停止之前预防性地更换部件。因此，需要发展到预测性维护领域。
技术实现思路
1、本文公开了一种系统，包括：功率晶体管，具有耦合到电源节点的第一导电端子，耦合到负载节点的第二导电端子，以及由驱动信号控制的控制端子；驱动器，被配置为从外部部件接收输入电压并基于其生成驱动信号；以及感测电路。所述感测电路被配置为，当所述功率晶体管正在向耦合到所述负载节点的负载供电时：检测所述功率晶体管是否已经进入过载状态，如果已经进入过载状态，则确定所述功率晶体管处于所述过载状态的持续时间；以及响应于所述持续时间在时间窗之外而断言诊断信号。
2、时间窗可由最大时间、最小时间或最大和最小时间两者来定义。
3、负载节点可以是输出节点。功率晶体管可以是n沟道晶体管，第一导电端子是漏
4、感测电路还可以被配置为响应于持续时间小于最小时间段或大于最大时间段而断言诊断信号。
5、所述感测电路可以包括：第一比较器，其被配置为：将所述晶体管的所述第一和第二导电端子两端的电压与参考电压进行比较，并且如果跨所述第一和第二导电端子的电压超过所述参考电压，则断言其输出以指示所述功率晶体管已经进入所述过载状态；计数器，其被配置为响应于所述第一比较器的所述输出的断言而开始，并且响应于所述第一比较器的所述输出的解除断言而在最终计数处停止；以及比较电路，其被配置为将所述最终计数与指示时间窗的阈值计数进行比较，并且基于所述比较来断言所述诊断信号。
6、所述比较电路可以将所述最终计数与上阈值计数和下阈值计数进行比较，并且如果所述最终计数大于所述上阈值计数或小于所述下阈值计数，则断言所述诊断信号，其中所述时间窗由所述上阈值计数和所述下阈值计数限定。
7、所述比较电路可以包括：第一数字比较器，其被配置为接收所述上阈值计数和所述最终计数作为输入，并且在所述最终计数大于所述上阈值计数的状态下断言其输出；第二数字比较器，其被配置为接收所述下阈值计数和所述最终计数作为输入，并且在所述最终计数小于所述下阈值计数的状态下断言其输出；以及逻辑电路，其被配置为响应于所述第一数字比较器的输出或所述第二数字比较器的输出的断言而断言所述诊断信号。
8、所述感测电路还可包括：保护电路，其被配置为响应于所述第一比较器的输出的断言而指示所述驱动器修改所述驱动信号，并且响应于所述第一比较器的输出的解除断言而停止所述指令。
9、所述外部部件可以是控制器，所述控制器被配置为基于所述电源节点处的电压来生成所述输入电压，被配置为接收所述诊断信号，并且被配置为基于所述诊断信号的断言来修改所述输入电压，除非所感测的电源电压指示所述电源节点处的过电压状态。
10、负载节点可以是输入节点。功率晶体管可以是n沟道晶体管，第二导电端子是漏极，第一导电端子是源极，并且控制端子是栅极。感测电路可以通过确定功率晶体管的漏源电压超过参考漏源电压来检测功率晶体管是否已经进入过载状态。
11、负载节点可以是输出节点。功率晶体管可以是p沟道晶体管，第一导电端子是源极，第二导电端子是漏极，并且控制端子是栅极。读出电路可以通过确定功率晶体管的源漏电压超过参考源漏电压来检测功率晶体管是否已经进入过载状态。负载节点可以是输入节点。功率晶体管可以是p沟道晶体管，其中第二导电端子是源极，第二导电端子是漏极，并且控制端子是栅极。读出电路可以通过确定功率晶体管的源漏电压超过参考源漏电压来检测功率晶体管是否已经进入过载状态。
12、本文还公开了一种方法，包括：在功率晶体管使能电流流过负载时，检测功率晶体管是否处于过载状态，如果处于过载状态，则确定功率晶体管处于过载状态的持续时间；基于所述持续时间确定是否要执行所述负载的维护；以及基于所述维护确定来采取后续动作。
13、可以通过确定持续时间是否超过时间的阈值确定来确定是否要执行负载的维护。
14、确定是否要执行负载维护可以通过确定持续时间的值与功率晶体管先前处于过载状态的先前持续时间相比是否改变了多于给定量来进行。
15、采取后续动作可以是接通发光二极管或激活音频输出设备。
16、确定功率晶体管处于过载状态的持续时间可以通过以下方式来执行：将所述功率晶体管的漏源电压与第一阈值漏源电压进行比较，当所述漏源电压超过所述第一阈值漏源电压时开始计数，并且当所述漏源电压不再超过所述第一阈值漏源电压时结束计数；以及将所述功率晶体管的所述漏源电压与第二阈值漏源电压进行比较，当所述漏源电压下降到所述第二阈值漏源电压以下时开始计数，并且当所述漏源电压上升到所述第二阈值漏源电压以上时结束计数。
17、基于持续时间和电源节点上是否存在过电压状态来确定是否要执行负载的维护，并且如果电源节点上存在过电压状态则不采取后续动作。
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1.一种系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述时间窗口由最大时间、最小时间、或最大时间和最小时间两者来定义。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述负载节点是输出节点；其中所述功率晶体管包括n沟道晶体管，所述第一导电端子为漏极，所述第二导电端子为源极，所述控制端子为栅极；并且其中所述感测电路通过确定所述功率晶体管的漏源电压超过参考漏源电压来检测所述功率晶体管是否已经进入所述过载状态。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述感测电路进一步被配置为响应于所述持续时间小于最小时间段而断言所述诊断信号。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述感测电路进一步被配置为响应于所述持续时间大于最大时间段而断言所述诊断信号。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述感测电路包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述比较电路将所述最终计数与指示最大时间段的上阈值计数进行比较，并且如果所述最终计数大于所述上阈值计数，则断言所述诊断信号，其中所述上阈值计数指示所述时间窗。
8.根据权利要求6所述的系统，其
9.根据权利要求6所述的系统，其中所述比较电路将所述最终计数与上阈值计数和下阈值计数进行比较，并且如果所述最终计数大于所述上阈值计数或小于所述下阈值计数，则断言所述诊断信号，其中所述时间窗由所述上阈值计数和所述下阈值计数限定。
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述比较电路包括：
11.根据权利要求6所述的系统，其中所述感测电路进一步包括：保护电路，被配置为响应于所述第一比较器的输出的断言而指令所述驱动器修改所述驱动信号，并且响应于所述第一比较器的输出的解除断言而停止所述指令。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述外部部件是控制器，所述控制器被配置为生成所述输入电压，被配置为接收所述诊断信号，并且被配置为基于所述诊断信号的断言来修改所述输入电压。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述负载节点是输入节点；其中所述功率晶体管包括n沟道晶体管，所述第二导电端子为漏极，所述第一导电端子为源极，并且所述控制端子为栅极；并且其中所述感测电路通过确定所述功率晶体管的漏源电压超过参考漏源电压来检测所述功率晶体管是否已经进入所述过载状态。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述负载节点是输出节点；其中所述功率晶体管包括p沟道晶体管，所述第一导电端子为源极，所述第二导电端子为漏极，并且所述控制端子为栅极；并且其中所述感测电路通过确定所述功率晶体管的源漏电压超过参考源漏电压来检测所述功率晶体管是否已经进入所述过载状态。
15.根据权利要求1所述的系统，还包括电源感测电路，所述电源感测电路被配置为感测所述电源节点处的电源电压并且输出所感测的电源电压；并且其中所述外部部件是控制器，所述控制器被配置为：生成所述输入电压，接收所述诊断信号，以及基于所述诊断信号的断言来修改所述输入电压，除非所感测的电源电压指示所述电源节点处的过电压状态。
16.一种方法，包括：
17.根据权利要求16所述的方法，其中通过确定所述持续时间是否超过阈值确定时间来确定是否要执行所述负载的维护。
18.根据权利要求16所述的方法，其中确定是否要执行所述负载的所述维护是通过确定所述持续时间的值与所述功率晶体管先前处于所述过载状态的先前持续时间相比是否改变了超过给定量来进行的。
19.根据权利要求16所述的方法，其中确定所述功率晶体管处于所述过载状态的所述持续时间通过以下步骤来执行：
20.根据权利要求16所述的方法，其中确定所述功率晶体管处于所述过载状态的所述持续时间通过以下步骤来执行：
21.根据权利要求16所述的方法，其中采取所述后续动作包括接通发光二极管或激活音频输出设备。
22.根据权利要求16所述的方法，
23.根据权利要求16所述的方法，其中确定是否要执行所述负载的所述维护是基于所述持续时间和在电源节点上是否存在过电压状态；并且其中如果在所述电源节点上存在所述过电压状态，则不采取所述后续动作。
...【技术特征摘要】
1.一种系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述时间窗口由最大时间、最小时间、或最大时间和最小时间两者来定义。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述负载节点是输出节点；其中所述功率晶体管包括n沟道晶体管，所述第一导电端子为漏极，所述第二导电端子为源极，所述控制端子为栅极；并且其中所述感测电路通过确定所述功率晶体管的漏源电压超过参考漏源电压来检测所述功率晶体管是否已经进入所述过载状态。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述感测电路进一步被配置为响应于所述持续时间小于最小时间段而断言所述诊断信号。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述感测电路进一步被配置为响应于所述持续时间大于最大时间段而断言所述诊断信号。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述感测电路包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述比较电路将所述最终计数与指示最大时间段的上阈值计数进行比较，并且如果所述最终计数大于所述上阈值计数，则断言所述诊断信号，其中所述上阈值计数指示所述时间窗。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述比较电路将所述最终计数与指示最小时间段的下阈值计数进行比较，并且如果所述最终计数小于所述下阈值计数，则断言所述诊断信号，其中所述下阈值计数指示所述时间窗。
9.根据权利要求6所述的系统，其中所述比较电路将所述最终计数与上阈值计数和下阈值计数进行比较，并且如果所述最终计数大于所述上阈值计数或小于所述下阈值计数，则断言所述诊断信号，其中所述时间窗由所述上阈值计数和所述下阈值计数限定。
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述比较电路包括：
11.根据权利要求6所述的系统，其中所述感测电路进一步包括：保护电路，被配置为响应于所述第一比较器的输出的断言而指令所述驱动器修改所述驱动信号，并且响应于所述第一比较器的输出的解除断言而停止所述指令。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述外部部件是控制器，所述控制器被配置为生成所述输入电压，被配置为接收所述诊断信号，并且被配置为基于所述诊断信号的断言来修改所述输入电压。
【专利技术属性】
技术研发人员：D·拉戈内斯，V·马拉诺，G·A·迪吉诺娃，M·米涅里，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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