用于高功率負(fù)載的可診斷反向電壓保護(hù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及診斷電系統(tǒng)(200)中的反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)(209)的狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。所述電系統(tǒng)包括以串聯(lián)類型配置的電源(207)、電負(fù)載(201)、以及反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)(209)。所述電系統(tǒng)還包括被配置為將反向電壓保護(hù)電路的源極端子有選擇地連接到地的接地開(kāi)關(guān)(213)。將所述反向電壓保護(hù)電路的端子與電源斷開(kāi)連接。閉合所述接地開(kāi)關(guān)以將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的一個(gè)端子連接到地。向所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的另一個(gè)端子施加偏置電壓，并且斷開(kāi)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)。當(dāng)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的偏置端子處的電壓小于閾值時(shí)，則檢測(cè)出跨反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的不正確的短路狀態(tài)。
【專利說(shuō)明】用于高功率負(fù)載的可診斷反向電壓保護(hù)
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及用于在電池的反向應(yīng)用期間保護(hù)電器件的系統(tǒng)和方法。當(dāng)電池連接不正確時(shí)，反向電流可能損壞電器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]以下所描述的系統(tǒng)和方法提供用于通過(guò)如下方式保護(hù)電器件的系統(tǒng):當(dāng)電池或其它電源連接不正確時(shí)，阻止反向電流流過(guò)電路。具體而言，以下所描述的系統(tǒng)為利用高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)二者控制的高功率電負(fù)載提供保護(hù)。所述電路包括可控制的反向電壓保護(hù)(RVP)開(kāi)關(guān)，其阻止反向電壓施加到負(fù)載，并且還可以對(duì)其進(jìn)行控制來(lái)診斷保護(hù)電路中的硬件故障。
[0003]除了別的以外，本發(fā)明提供包括電源和由電源操作的電負(fù)載的電系統(tǒng)。反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)以串聯(lián)類型配置連接到負(fù)載與電源之間，并且阻止反向電壓施加到電負(fù)載。反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)包括控制端子、第一端子(例如，源極)、以及第二端子(例如，漏極)。電系統(tǒng)還包括反向電壓保護(hù)診斷電路，該反向電壓保護(hù)診斷電路包括連接在反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第一端子與負(fù)載之間的接地開(kāi)關(guān)、連接到反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子的可控制的偏置電壓源、以及控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)被配置為通過(guò)以下動(dòng)作來(lái)檢測(cè)反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)中的錯(cuò)誤狀態(tài):將反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子與電源斷開(kāi)連接、斷開(kāi)反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)、閉合接地開(kāi)關(guān)、施加來(lái)自偏置電壓源的偏置電壓、以及如果反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子處的電壓小于閾值則確定跨反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)存在不正確的短路。
[0004]在特定實(shí)施例中，控制系統(tǒng)還被配置為通過(guò)以下動(dòng)作來(lái)檢測(cè)反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)中的錯(cuò)誤狀態(tài):將反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子與電源斷開(kāi)連接、閉合反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)、閉合接地開(kāi)關(guān)、施加來(lái)自偏置電壓源的偏置電壓、以及當(dāng)反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子處的電壓大于閾值時(shí)則確定跨反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)存在不正確的開(kāi)路狀態(tài)。
[0005]在一些實(shí)施例中，電系統(tǒng)包括以串聯(lián)類型配置連接在電負(fù)載與電源之間的高側(cè)控制開(kāi)關(guān)和以串聯(lián)類型配置連接在反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子與電源之間的低側(cè)控制開(kāi)關(guān)。反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)以串聯(lián)類型配置連接在電負(fù)載與低側(cè)控制開(kāi)關(guān)之間。
[0006]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供診斷電系統(tǒng)中的反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)的方法。電系統(tǒng)包括電源、電負(fù)載、以及采用串聯(lián)類型配置的反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)。電系統(tǒng)還包括被配置為將反向電壓保護(hù)電路的第一端子有選擇地連接到地的接地開(kāi)關(guān)。所述方法包括以下動(dòng)作:將反向電壓保護(hù)電路的第二端子與電源斷開(kāi)連接、閉合接地開(kāi)關(guān)以將反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第一端子連接到地、向反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子施加偏置電壓、斷開(kāi)反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)、以及當(dāng)反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子處的電壓小于閾值時(shí)則確定跨反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)存在不正確的短路狀態(tài)。
[0007]在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下動(dòng)作:將反向電壓保護(hù)電路的第二端子與電源斷開(kāi)連接、閉合接地開(kāi)關(guān)以將反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第一端子連接到地、向反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子施加偏置電壓、閉合反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)、以及當(dāng)反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的第二端子處的電壓小于閾值時(shí)則確定跨反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)存在不正確的開(kāi)路狀態(tài)。
[0008]通過(guò)參考【具體實(shí)施方式】和附圖，本發(fā)明的其它方面將變得顯而易見(jiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是具有反向電壓保護(hù)系統(tǒng)的電系統(tǒng)的框圖。
[0010]圖2是具有不同的反向電壓保護(hù)系統(tǒng)的另一個(gè)電系統(tǒng)的框圖。
[0011]圖3是示出用于診斷圖2的電系統(tǒng)的反向電壓保護(hù)系統(tǒng)中的錯(cuò)誤狀態(tài)的方法的流程圖。
[0012]圖4是示出圖2的電系統(tǒng)的附加的電路部件的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在詳細(xì)闡述本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不將其應(yīng)用限制為下文的說(shuō)明中所闡釋的或以下附圖中所示出的構(gòu)造的細(xì)節(jié)和部件的設(shè)置。本發(fā)明能夠具有其它的實(shí)施例并且能夠以各種方式來(lái)實(shí)踐或完成。
[0014]通常對(duì)包括諸如電機(jī)的機(jī)電系統(tǒng)的直流(DC)電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而將以特定的方向來(lái)施加來(lái)自電源的電流。當(dāng)電源連接不正確致使電池的端子反向連接時(shí)，則反向電流/反向電壓被施加到電系統(tǒng)。該反向電壓能夠損壞電系統(tǒng)。
[0015]阻止反向電壓施加到電負(fù)載的一種方式是以串聯(lián)類型配置將二極管連接在電負(fù)載與電源之間。然而，對(duì)于高功率的負(fù)載(例如，大于10安培)而言，二極管上的功率損耗產(chǎn)生熱量并且?guī)?lái)熱方面的問(wèn)題。為了解決這種問(wèn)題，可以使用MOSFET來(lái)阻止反向電壓施加到負(fù)載。
[0016]圖1示出包括反向電壓保護(hù)系統(tǒng)的高功率電系統(tǒng)的一個(gè)示例。電系統(tǒng)100包括電負(fù)載101。高側(cè)開(kāi)關(guān)103和低側(cè)開(kāi)關(guān)105通過(guò)將負(fù)載101有選擇地連接到電源107來(lái)控制負(fù)載101。反向電壓保護(hù)(RVP)開(kāi)關(guān)109以串聯(lián)類型配置連接在低側(cè)開(kāi)關(guān)105與電源107之間。
[0017]本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“串聯(lián)類型配置”指的是一種電路設(shè)置，其中通常以順序的方式設(shè)置所描述的元件，從而將一個(gè)元件的輸出耦合到另一個(gè)元件的輸入，但是同一個(gè)電流可能不通過(guò)每個(gè)元件。例如，在“串聯(lián)類型配置”中，附加的電路元件可能與“串聯(lián)類型配置”中的元件中的一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接。此外，可以將附加電路元件連接到串聯(lián)類型配置的節(jié)點(diǎn)處，從而使電路中出現(xiàn)支路。因此，串聯(lián)類型配置中的元件未必形成真正的“串聯(lián)電路”。作為進(jìn)一步說(shuō)明，圖4的元件401、403、405和409(以下詳細(xì)討論)以串聯(lián)類型配置連接。
[0018]在圖1的示例中，RVP開(kāi)關(guān)包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。RVP開(kāi)關(guān)109是不可切換的或永遠(yuǎn)保持在閉合位置。該設(shè)置使得電流能夠在預(yù)期的方向中流動(dòng)，但是當(dāng)電池或其它電源反向連接時(shí)阻止電流流動(dòng)。圖1中所示出的電系統(tǒng)和其它更基本的反向電壓保護(hù)電路的缺點(diǎn)是，不能對(duì)可能禁用或阻礙電路的功能的電路問(wèn)題進(jìn)行可靠的診斷。圖2示出另一個(gè)電系統(tǒng)，該電系統(tǒng)包括使得能夠?qū)Ψ聪螂妷罕Ｗo(hù)電路中的錯(cuò)誤狀態(tài)進(jìn)行可靠的檢測(cè)的電路上元件。
[0019]類似于圖1的系統(tǒng)，圖2的電系統(tǒng)200包括高功率電負(fù)載201。高側(cè)控制開(kāi)關(guān)203和低側(cè)控制開(kāi)關(guān)205通過(guò)將負(fù)載201有選擇地連接到電源207來(lái)控制負(fù)載201的操作。然而，在該示例中，反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)209以串聯(lián)類型配置連接在電負(fù)載201與低側(cè)開(kāi)關(guān)205之間。RVP開(kāi)關(guān)209是可控制的開(kāi)關(guān)，其包括第一端子、第二端子、和控制端子。RVP開(kāi)關(guān)209基于被提供給控制端子的輸入來(lái)斷開(kāi)和閉合，從而允許或阻止電流在第一和第二端子之間流動(dòng)。在以下所示出的示例中，RVP開(kāi)關(guān)209被示出為場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，并且因此第一和第二端子分別指的是源極和漏極端子。然而，在其它結(jié)構(gòu)中可以利用其它可控制的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)RVP開(kāi)關(guān)209。
[0020]將附加的部件并入到電系統(tǒng)中，所述附加的部件包括用于控制RVP開(kāi)關(guān)209的狀態(tài)的控制器或控制系統(tǒng)211、用于將RVP開(kāi)關(guān)209的源極端子有選擇地連接到地的接地開(kāi)關(guān)213、用于向RVP開(kāi)關(guān)209的漏極端子有選擇地施加偏置電壓的偏置電壓源215、以及用于測(cè)量RVP開(kāi)關(guān)209的漏極端子處的電壓的反饋系統(tǒng)217。在一些結(jié)構(gòu)中，接地開(kāi)關(guān)213、偏置電壓源215、以及反饋系統(tǒng)217均由控制系統(tǒng)211操作或監(jiān)控?？刂葡到y(tǒng)211包括處理器和用于存儲(chǔ)用于對(duì)系統(tǒng)的操作進(jìn)行控制的可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器(例如，根據(jù)圖3中所示出的過(guò)程)。在其它實(shí)施例中，可以采用其它方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)，所述其它方式例如ASIC或模擬控制電路。
[0021]在圖2的示例中，將所有示出的部件集成到電系統(tǒng)的印刷電路板(PCB)或集成電路(IC)中。然后將PCB或IC封裝在外殼內(nèi)。因此，系統(tǒng)能夠執(zhí)行自診斷并且將錯(cuò)誤狀態(tài)通知給用戶。在其它結(jié)構(gòu)中，這些部件可以提供可接入的接入端口，從而可以由外部系統(tǒng)或部件來(lái)操作電路以執(zhí)行診斷功能。
[0022]圖3示出對(duì)圖2的電系統(tǒng)中的RVP開(kāi)關(guān)209進(jìn)行診斷的方法。由控制系統(tǒng)211對(duì)該方法定期進(jìn)行自動(dòng)初始化。然而，在其它結(jié)構(gòu)中，通過(guò)用戶輸入或當(dāng)電系統(tǒng)200連接到外部診斷系統(tǒng)時(shí)，對(duì)診斷方法進(jìn)行初始化。
[0023]為了執(zhí)行診斷方法，斷開(kāi)高側(cè)開(kāi)關(guān)和低側(cè)開(kāi)關(guān)二者(步驟301和303)，將電負(fù)載201與電源207斷開(kāi)連接。閉合接地開(kāi)關(guān)213以將RVP開(kāi)關(guān)209的源極端子連接到地(步驟305)。然后將來(lái)自偏置電壓源215的偏置電壓施加到RVP開(kāi)關(guān)209的漏極端子(步驟307)。
[0024]然后診斷方法執(zhí)行對(duì)錯(cuò)誤狀態(tài)的兩個(gè)檢查。首先，閉合RVP開(kāi)關(guān)209 (步驟309)并且反饋系統(tǒng)217測(cè)量RVP開(kāi)關(guān)209的漏極端子處的電壓(步驟311)。在正常操作狀態(tài)下，閉合RVP開(kāi)關(guān)209使偏置電壓通過(guò)接地開(kāi)關(guān)213連接到地。因此，應(yīng)該在漏極端子處檢測(cè)到低電壓(例如，零伏或低于閾值的電壓)。然而，如果RVP開(kāi)關(guān)209未能正確閉合，則出現(xiàn)不正確的“開(kāi)路”狀態(tài)，并且漏極端子處的電壓將保持為高(例如，等于偏置電壓或大于閾值)。如果漏極端子處的電壓為高，則系統(tǒng)表明錯(cuò)誤狀態(tài)(步驟313)。如果電壓為低，則系統(tǒng)進(jìn)入第二個(gè)測(cè)試。
[0025]第二個(gè)診斷測(cè)試檢查RVP開(kāi)關(guān)209中的短路狀態(tài)。斷開(kāi)RVP開(kāi)關(guān)209 (步驟315)。接地開(kāi)關(guān)213保持閉合而高側(cè)開(kāi)關(guān)203和低側(cè)開(kāi)關(guān)205保持?jǐn)嚅_(kāi)。反饋系統(tǒng)217再次測(cè)量RVP開(kāi)關(guān)209的漏極端子處的電壓。在正常操作狀態(tài)下，斷開(kāi)RVP開(kāi)關(guān)209使偏置電壓與地?cái)嚅_(kāi)連接。因此，應(yīng)該在漏極端子處檢測(cè)到高電壓(例如，等于偏置電壓或大于閾值的電壓)。然而，如果跨RVP開(kāi)關(guān)209存在不正確的短路狀態(tài)，則偏置電壓將通過(guò)接地開(kāi)關(guān)213保持連接到地并且漏極端子處的電壓將保持為低(例如，零伏或小于閾值的電壓)。如果反饋系統(tǒng)217測(cè)量到高電壓(步驟317)，則系統(tǒng)判定RVP開(kāi)關(guān)209正常運(yùn)行或呈現(xiàn)不能診斷出來(lái)的錯(cuò)誤狀態(tài)(步驟319)。然而，如果反饋系統(tǒng)217測(cè)量到低電壓，則系統(tǒng)判定RVP開(kāi)關(guān)209中存在短路并且表明錯(cuò)誤狀態(tài)(步驟321)。
[0026]圖4是示出圖2的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的電路圖。受控制的M0SFET401提供高側(cè)開(kāi)關(guān)以控制電負(fù)載403。也將RVP開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)為受控制的M0SFET405。一系列晶體管為RVP M0SFET405提供控制接口 407。第三個(gè)受控制的M0SFET409提供低側(cè)開(kāi)關(guān)。第四個(gè)受控制的開(kāi)關(guān)411用作接地開(kāi)關(guān)。在該示例中，反饋系統(tǒng)413包括用于提供偏置電壓并測(cè)量M0SFET405的漏極端子處的電壓的節(jié)點(diǎn)。
[0027]以上所提供的示例僅示出權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的一些可能的實(shí)施方式。其它電路設(shè)置和診斷方法是可能的。因此，本發(fā)明(除了其它的以外)提供了包括用于診斷反向電壓保護(hù)系統(tǒng)的錯(cuò)誤狀態(tài)的反向電壓保護(hù)特征和機(jī)制的電系統(tǒng)。在以下權(quán)利要求中將闡述本發(fā)明的各種特征和優(yōu)勢(shì)。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)控電系統(tǒng)中的反向電壓保護(hù)電路的操作的方法，所述系統(tǒng)包括: 與電源構(gòu)成串聯(lián)類型配置的電負(fù)載和所述反向電壓保護(hù)電路，所述反向電壓保護(hù)電路包括具有第一端子、第二端子、和控制端子的反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)，所述第一端子耦合到所述電負(fù)載，所述第二端子耦合到所述電源，所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)基于至所述控制端子的輸入來(lái)斷開(kāi)和閉合所述第一端子與所述第二端子之間的連接，以及 連接在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第一端子與地之間的接地開(kāi)關(guān)，所述方法包括: 將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接； 閉合所述接地開(kāi)關(guān)以將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第一端子連接到地； 向所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子施加偏置電壓； 斷開(kāi)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)；以及 在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子 與所述電源斷開(kāi)連接、所述接地開(kāi)關(guān)閉合、所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、并且向所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子施加所述偏置電壓的同時(shí)，當(dāng)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子處的電壓小于閾值時(shí)，確定跨所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)存在不正確的短路狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下動(dòng)作: 閉合所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)；以及 在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接、所述接地開(kāi)關(guān)閉合、所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)閉合、并且向所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子施加所述偏置電壓的同時(shí)，當(dāng)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子處的電壓超過(guò)閾值時(shí)，確定跨所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)存在不正確的開(kāi)路狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電系統(tǒng)還包括以串聯(lián)類型配置連接在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源之間的低側(cè)開(kāi)關(guān)，并且其中將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接的動(dòng)作包括斷開(kāi)所述低側(cè)開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電系統(tǒng)還包括: 以串聯(lián)類型配置連接在所述電源與所述電負(fù)載之間的高側(cè)開(kāi)關(guān)，所述高側(cè)開(kāi)關(guān)通過(guò)將所述電負(fù)載有選擇地連接到所述電源來(lái)控制所述電負(fù)載的操作；以及 以串聯(lián)類型配置連接在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源之間的低側(cè)開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接的動(dòng)作包括斷開(kāi)所述低側(cè)開(kāi)關(guān)，并且所述方法還包括斷開(kāi)所述高側(cè)開(kāi)關(guān)以將所述電負(fù)載與所述電源斷開(kāi)連接。
6.—種電系統(tǒng),包括: 電負(fù)載； 連接到所述負(fù)載的電源； 以串聯(lián)類型配置與所述電負(fù)載和所述電源連接的反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)，所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)包括第一端子、第二端子、和控制端子，所述第一端子耦合到所述電負(fù)載，所述第二端子耦合到所述電源，所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)基于至所述控制端子的輸入來(lái)斷開(kāi)和閉合所述第一端子與所述第二端子之間的連接； 連接在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第一端子與地之間的接地開(kāi)關(guān)；連接到所述反向電壓保護(hù)電路的所述第二端子的偏置電壓源；以及 被配置為通過(guò)以下動(dòng)作來(lái)監(jiān)控所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的操作的控制系統(tǒng): 將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接； 閉合所述接地開(kāi)關(guān)以將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第一端子連接到地； 向所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子施加偏置電壓； 斷開(kāi)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)；以及 在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接、所述接地開(kāi)關(guān)閉合、所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、并且向所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子施加所述偏置電壓的同時(shí)，當(dāng)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子處的電壓小于閾值時(shí)，確定跨所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)存在不正確的短路狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)還被配置為: 閉合所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)；以及 在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接、所述接地開(kāi)關(guān)閉合、所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)閉合、并且向所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子施加所述偏置電壓的同時(shí)，當(dāng)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子處的電壓超過(guò)閾值時(shí)，確定跨所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)存在不正確的開(kāi)路狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所 述的電系統(tǒng)，還包括以串聯(lián)類型配置連接在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源之間的低側(cè)開(kāi)關(guān)，并且其中所述控制系統(tǒng)被配置為通過(guò)斷開(kāi)所述低側(cè)開(kāi)關(guān)來(lái)將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電系統(tǒng)，還包括: 以串聯(lián)類型配置連接在所述電源與所述電負(fù)載之間的高側(cè)開(kāi)關(guān)，所述高側(cè)開(kāi)關(guān)通過(guò)將所述電負(fù)載有選擇地連接到所述電源來(lái)控制所述電負(fù)載的操作；以及 以串聯(lián)類型配置連接在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源之間的低側(cè)開(kāi)關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)被配置為通過(guò)斷開(kāi)所述低側(cè)開(kāi)關(guān)來(lái)將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接，并且所述控制系統(tǒng)還被配置為通過(guò)斷開(kāi)所述高側(cè)開(kāi)關(guān)以將所述電負(fù)載與所述電源斷開(kāi)連接來(lái)監(jiān)控所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電系統(tǒng)，其中所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第一端子包括所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極端子，并且所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子包括所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端子。
12.—種電系統(tǒng),包括: 電源； 電負(fù)載； 包括第一端子、第二端子、和控制端子的高側(cè)開(kāi)關(guān)，所述高側(cè)開(kāi)關(guān)基于至所述高側(cè)開(kāi)關(guān)的所述控制端子的輸入來(lái)斷開(kāi)和閉合所述高側(cè)開(kāi)關(guān)的所述第一端子與所述高側(cè)開(kāi)關(guān)的所述第二端子之間的連接，所述高側(cè)開(kāi)關(guān)以串聯(lián)類型配置連接在所述電源與所述電負(fù)載之間，從而使得所述高側(cè)開(kāi)關(guān)的所述第一端子連接到所述電源，并且所述高側(cè)開(kāi)關(guān)的所述第二端子連接到所述電負(fù)載；包括第一端子、第二端子、和控制端子的反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)，所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)基于至所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述控制端子的輸入來(lái)斷開(kāi)和閉合所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第一端子與所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子之間的連接，所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)連接在所述電負(fù)載與低側(cè)開(kāi)關(guān)之間，從而使得所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第一端子連接到所述電負(fù)載，并且所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子連接到所述低側(cè)開(kāi)關(guān)；包括第一端子、第二端子、和控制端子的所述低側(cè)開(kāi)關(guān)，所述低側(cè)開(kāi)關(guān)基于至所述低側(cè)開(kāi)關(guān)的所述控制端子的輸入來(lái)斷開(kāi)和閉合所述低側(cè)開(kāi)關(guān)的所述第一端子與所述低側(cè)開(kāi)關(guān)的所述第二端子之間的連接，所述低側(cè)開(kāi)關(guān)以串聯(lián)類型配置連接在所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)與所述電源之間，從而使得所述低側(cè)開(kāi)關(guān)的所述第一端子連接到所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)，并且所述低側(cè)開(kāi)關(guān)的所述第二端子連接到所述電源； 包括第一端子、第二端子、和控制端子的接地開(kāi)關(guān)，所述接地開(kāi)關(guān)基于至所述接地開(kāi)關(guān)的所述控制端子的輸入來(lái)斷開(kāi)和閉合所述接地開(kāi)關(guān)的所述第一端子與所述接地開(kāi)關(guān)的所述第二端子之間的連接，所述接地開(kāi)關(guān)的所述第一端子連接到所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第一端子，并且所述接地開(kāi)關(guān)的所述第二端子連接到地； 連接到所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子的偏置電壓源； 連接到所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子的電壓測(cè)量電路；以及連接到所述高側(cè)開(kāi)關(guān)的所述控制端子、所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述控制端子、所述低側(cè)開(kāi)關(guān)的所述控制端子、以及所述接地開(kāi)關(guān)的所述控制端子的控制系統(tǒng)，并且所述控制系統(tǒng)被配置為: 通過(guò)有選擇地?cái)嚅_(kāi)和 閉合所述高側(cè)開(kāi)關(guān)和所述低側(cè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制所述電負(fù)載的操作； 通過(guò)以下動(dòng)作來(lái)監(jiān)控所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的操作: 斷開(kāi)所述低側(cè)開(kāi)關(guān)以將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子與所述電源斷開(kāi)連接; 斷開(kāi)所述高側(cè)開(kāi)關(guān)以將所述電負(fù)載與所述電源斷開(kāi)連接； 閉合所述接地開(kāi)關(guān)以將所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第一端子連接到地； 激活所述偏置電壓源以向所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子施加偏置電壓； 斷開(kāi)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)；以及 在所述高側(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、所述低側(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、所述接地開(kāi)關(guān)閉合、所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、并且向所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子施加所述偏置電壓的同時(shí)，當(dāng)所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)的所述第二端子處的電壓小于閾值時(shí)，確定跨所述反向電壓保護(hù)開(kāi)關(guān)存在不正確的短路狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H03K17/082GK104040819SQ201380005244
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月11日
【發(fā)明者】D·伯納姆, M·R·邁爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司