用于检测电流的电流探测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术通过分析测量路径中的另一电流来实现对功率路径中的电流的大小的分析。在此，为了避免所述测量路径中的过度大的电流，所述测量路径中的电流被限制在预先给定的最大极限值内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于检测电流的电流探测装置和方法。本专利技术尤其涉及用于检测测量路径中的电流的电流探测装置和方法，所述测量路径引导与功率路径中的电流相对应的电流。尽管本专利技术结合具有感测端子的IGBT被描述，但是本专利技术此外也可被使用用于任意的其他应用情况，其中在另一电流路径中的、与功率路径中的电流相对应的电流应当被分析。
技术介绍
出版物US 5,877,617A公开一种电路装置，其中负载在电流路径中被馈送电流。此外，电路装置包括另一晶体管，所述另一晶体管提供与用于负载的该电流相对应的电流。通过所述另一晶体管所提供的电流用于监控和分析用于负载的通过电流。此外，为了测量和分析通过半导体开关的电流，例如具有绝缘栅极的双极型晶体管（IGBT）是公知的，其中与通过半导体开关的主电流成比例的电流在附加的感测端子上被提供。在此，来自感测端子的电流是IGBT的发射极路径中的主电流的几乎恒定倍分之一。在此，用于分析这样的IGBT的感测路径中的电流的电路装置必须针对IGBT的最大接通持续时间并且也针对最大出现的电流被确定大小。在此，尤其在故障情况下也可能在感测路径中出现相对大的电流。因此，存在对用于电路装置的改善的分析电路的需求，其中电流分析通过单独的测量路径进行。尤其存在对于电流分析电路的需求，所述电流分析电路即使在测量路径中出现较大的电流时也不被超载。
技术实现思路
按照一个方面，对此本专利技术实现用于检测测量路径中的电流的电流探测装置，所述测量路径引导与功率路径中的电流相对应的电流，具有电流测量设备，所述电流测量设备被布置在测量路径中并且被设计用于提供与流过电流测量设备的电流相对应的输出信号；和电流限制设备，所述电流限制设备被设计用于，将通过电流测量设备的电流限制在预先确定的最大极限值之内。按照另一方面，本专利技术实现用于检测测量路径中的电流的方法，所述测量路径引导与功率路径中的电流相对应的电流，具有以下步骤：提供电流测量设备；检测通过所提供的电流测量设备的电流；根据所检测的电流在电流测量设备处输出输出信号；和将通过电流测量设备的电流限制在预先确定的最大极限值之内。专利技术优点本专利技术所基于的构思是，在分析测量路径中的电流时将要分析的电流限制在最大电流之内。而如果测量路径中的电流低于所述最大极限值，那么测量路径中的电流不被影响。通过将测量路径中的电流限制在最大极限值之内，可以根据所述预先给定的最大极限值设计用于分析该路径中的电流的各个组件。因为由于限制而不会预期电流的进一步的升高，所以各个组件可以明显较小地被确定大小。这一方面能够实现用于电流的分析电路的成本较低的构造。此外，用于较小的最大电流的这样的器件也要求较小的结构大小，使得此外分析电路也仅要求较小的结构体积，就好像在无按照本专利技术的对要分析的电流的限制的分析电路中情况那样。此外，也可以通过限制最大出现的电流来减少与此相关联的最大损耗功率和因此要排出的热量。在此，用于要监控的电流的分析电路的所述较少的温升尤其对分析电路的寿命产生积极的影响。在此，按照本专利技术的电流分析电路的电流测量设备可以是任意的设备，所述设备可以由电流在两个端子之间流过。在此，电流测量设备提供与流过电流测量设备的电流有关的输出信号。输出信号例如可以是与通过电流测量设备的电流相对应的电压信号。这样的电压信号例如可以借助于由电流流过的分流电阻生成。因此，可以以简单的方式生成与通过分流电阻的电流成比例的电压信号。此外，用于产生与通过电流测量设备的电流有关的输出信号的其他的可能性同样是可能的。在此，刚好在借助于电阻进行电流到电压的信号转换时，与通过电阻的电流有关的损耗功率也在电阻处出现。因此，在电流测量设备处的损耗也随着电流升高而升高。为了避免大的损耗，通过电流测量设备的电流被限制在最大极限值之内。因此，通过限定通过电流测量设备的最大电流，同时也限制损耗和因此出现的热温升。因此，例如可以避免过度的温升。为此，为了确定通过电流分析设备的电流，例如可以考虑电流测量设备的输出信号。如果通过电流分析电路的所提供的输出信号确定：通过电流分析电路的电流超过预先确定的极限值，那么接着可以操控电流限制设备，所述电流限制设备在其侧限制通过电流分析设备、尤其通过电流测量设备的最大电流。以这种方式，可以实现通过电流测量设备的最大电流的简单的限制。按照一种实施方式，电流测量设备被设计用于提供与流过电流测量设备的电流成比例的电压信号。通过在电流测量设备的输出端处提供电压信号，可以特别有利地提供通过电流测量设备的电流的大小。按照一种实施方式，电流测量设备包括模拟数字变换器。所述模拟数字变换器被设计用于，将由电流测量设备提供的输出信号变换为数字信号。优选地，模拟数字变换器具有高的阻抗。以这种方式，通过电流测量设备的电流的值的继续处理可以以数字方式进行，而在此电流分析电路不以电的方式强烈地被加载荷。按照一种实施方式，电流限制设备包括参考电压源。所述参考电压源被设计用于提供预先确定的参考电压。此外，电流限制设备被设计用于将电压信号与由参考电压源提供的参考电压比较。在此，电流限制设备基于所述比较调节通过电流测量设备的电流。通过提供参考电压源和将电压信号与参考电压比较，可以特别简单地确定通过电流测量设备的电流的超过。相应地，可以基于所述比较，在超过电流时自动地限制所述电流。按照一种实施方式，电流限制设备包括具有控制端子的晶体管。在此，电流限制设备被设计用于在晶体管的控制端子处提供控制信号，所述控制信号与在所提供的参考电压和电压信号之间的比较有关。以这种方式，通过电流测量设备的电流可以被限制，并且通过电流测量设备的电流的超过可以被防止。此外，本专利技术涉及用于提供电流的电路装置，其具有电流控制设备，所述电流控制设备被设计用于提供功率路径中的电流，并且在测量路径中提供与所提供的电流相对应的测量电流（ISense）；和按照本专利技术的电流探测设备。按照实施设备，电流控制设备包括具有绝缘栅极的双极型晶体管（IGBT）。优选地，在此所述具有绝缘栅极的双极型晶体管具有测量端子，所述测量端子提供与在功率输出端处的电流相对应的测量电流。此外按照一种实施方式，用于检测电流的方法包括以下步骤：提供预先确定的参考电压并且将所提供的参考电压与电压值比较。在此，用于限制电流的步骤根据所提供的参考电压与该电压值的比较调节电流。附图说明参考附图由以下描述得出本专利技术的其他实施方式和优点。在此：图1示出具有按照一种实施例的电流探测装置的电路装置的示例电路的示意图；图2示出如按照一种实施例的电流探测装置所基于的电流电压特征曲线的示意图；和图3示出如另一实施例所基于的方法的流程图的示意图。具体实施方式图1示出用于控制功率路径中的电流的电路装置的示意性示例电路。在此情况下，电路装置1包括电流控制设备20。所述电流控制设备20例如可以是具有绝缘栅极的双极型晶体管（IGBT）。在此，IGBT包括输入端子C、输出端子E和控制端子G。在此，在输入端子C和输出端子E之间的电流可以通过在控制端子G处施加控制信号被控制。此外，IGBT进一步包括感测端子S。在此，在该感测端子S处通过IGBT提供测量电流ISense。在此，所述测量电流ISense与在所示出的电路装置的功率路径中的电流IE相对应。在已知的IGBT情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检测测量路径中的电流（ISense）的电流探测装置（10），所述测量路径引导与功率路径中的电流（IE）相对应的电流，具有：电流测量设备（11），所述电流测量设备（11）布置在测量路径中并且所述电流测量设备（11）被设计用于提供与流过电流测量设备（11）的电流相对应的输出信号；和电流限制设备（12），所述电流限制设备（12）被设计用于将通过电流测量设备（11）的电流限制在预先确定的最大极限值之内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.13 DE 102014202610.51.用于检测测量路径中的电流（ISense）的电流探测装置（10），所述测量路径引导与功率路径中的电流（IE）相对应的电流，具有：电流测量设备（11），所述电流测量设备（11）布置在测量路径中并且所述电流测量设备（11）被设计用于提供与流过电流测量设备（11）的电流相对应的输出信号；和电流限制设备（12），所述电流限制设备（12）被设计用于将通过电流测量设备（11）的电流限制在预先确定的最大极限值之内。2.按照权利要求1所述的电流探测装置（10），其中所述电流测量设备（11）被设计用于提供与流过电流测量设备（11）的电流成比例的电压信号。3.按照权利要求1或2所述的电流探测装置（10），其中所述电流测量设备（11）包括模拟/数字变换器，所述模拟/数字变换器被设计用于将与通过电流测量设备（11）的电流有关的输出信号变换为数字信号。4.按照权利要求1至3之一所述的电流探测装置（10），其中所述电流限制设备（12）包括参考电压源（URef），所述参考电压源（URef）被设计用于提供预先确定的参考电压，并且所述电流限制设备（12）被设计用于将另一电压信号与由参考电压源（URef）所提供的参考电压比较，并且基于所述比较调节通过电流测量设备（11）的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：H西弗特，S布茨曼，
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