在高压侧和低压侧驱动器之间传达信息制造技术

本公开的实施例涉及在高压侧和低压侧驱动器之间传达信息。提供了一种用于从发送器部件向接收器部件传达信息的电路。发送器部件是高压侧部件并且接收器部件是低压侧部件，或者发送器部件是低压侧部件并且接收器部件是高压侧部件。低压侧部件被布置成驱动半桥的第一电子开关，高压侧部件被布置成驱动半桥的第二电子开关。电路包括第一电压去耦合器件和第二电压去耦合器件，第一电压去耦合器件和第二电压去耦合器件被布置成使得从发送器部件向接收器部件传达的电压通过发送器部件被调制并且取决于该信息而跨第一电压去耦合器件和第二电压去耦合器件传达。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及用于在高压侧驱动器与低压侧驱动器之间传达信息的电路以及用于操作这样的电路的方法。
技术实现思路
第一实施例涉及一种用于从发送器部件向接收器部件传达信息的电路。发送器部件是高压侧部件并且接收器部件是低压侧部件，或者发送器部件是低压侧部件并且接收器部件是高压侧部件。低压侧部件被布置成驱动半桥的第一电子开关并且高压侧部件被布置成驱动半桥的第二电子开关。电路包括第一电压去耦合器件和第二电压去耦合器件，第一电压去耦合器件和第二电压去耦合器件被布置成使得从发送器部件向接收器部件传达的电压通过发送器部件被调制并且取决于信息而跨第一电压去耦合器件和第二电压去耦合器件传达。第二实施例涉及一种用于从发送器部件向接收器部件传达信息的方法。发送器部件是高压侧部件并且接收器部件是低压侧部件，或者发送器部件是低压侧部件并且接收器部件是高压侧部件。低压侧部件被布置成驱动半桥的第一电子开关并且高压侧部件被布置成驱动半桥的第二电子开关。方法包括调制电压并且取决于信息而跨第一电压去耦合器件和第二电压去耦合器件从发送器部件传达经调制的电压。附图说明参考附图示出和图示实施例。附图用于说明基本原理，使得仅说明理解基本原理所必须的各个方面。附图没有按比例。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。图1示出了包括微控制器、驱动器和半桥电路装置的两个电子开关的示意性框图电路装置；以及图2示出了基于图1的示例性电路装置，其实现了从高压侧驱动器到低压侧驱动器的信号传输。具体实施方式图1示出了包括微控制器101、驱动器102以及半桥电路装置的两个电子开关103和104的示意性框图电路装置。开关103和104示例性地实现为IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。开关103的集电极连接至供电电压VDC，其中开关104的发射极连接至接地。开关103的发射极连接至开关104的集电极和节点105。这一节点105连接至电感负载，例如电机120。节点105还供应电压VS。本体二极管106跨开关103的集电极和发射极而被反并联布置，并且本体二极管107跨开关104的集电极和发射极而被反并联布置。驱动器102包括低压侧驱动器111和高压侧驱动器112。低压侧驱动器111包括逻辑电路装置109、栅极驱动器113和控制单元114。高压侧驱动器112包括逻辑电路装置115、栅极驱动器116和控制单元117。微控制器101向逻辑电路装置109供应控制信号108。逻辑电路装置109可以布置成向微控制器101供应回反馈信号110。逻辑电路装置109控制栅极驱动器113，栅极驱动器113驱动开关104的基极。逻辑电路装置109还被供应来自控制单元114的信息。控制单元114可以控制功率供应信息、电流信息和温度信息中的一项或多项。出于这样的目的，控制单元114可以包括确定功率、电流和温度中的至少一项的传感器。逻辑电路装置115被供应来自控制单元117的信息，该信息可以是功率供应信息、电流信息和温度信息中的一项或多项。逻辑电路装置115控制栅极驱动器116，栅极驱动器116驱动开关103的基极。另外，驱动器102包括变换部件118和变换部件119，变换部件118被布置成从低压侧驱动器111(的逻辑电路装置109)向高压侧驱动器112(的逻辑电路装置115)传输信号，变换部件119被布置成在相反的方向上，即从高压侧驱动器112(的逻辑电路装置115)向低压侧驱动器111(的逻辑电路装置109)传输信号。因此，开关103和104可以是具有分开的控制和监测电路(例如高压侧驱动器112和低压侧驱动器111)的功率开关(例如晶体管)。高压侧驱动器112和低压侧驱动器111通过变换部件118和119而被分离。高压侧驱动器112或低压侧驱动器111中的每个可以经历由相应控制单元117和114确定的状况，例如短路、低功率、高或低温等。由控制单元117、114提供的信息朝向微控制器101被传达，例如用于诊断、安全和/或监测目的。低压侧驱动器111的逻辑电路装置109可以朝向微控制器101直接馈送这样的信息，因为接地电势对于微控制器和低压侧驱动器111(基本上)相同。然而，从控制单元117到微控制器101的信息较难，因为高压侧驱动器112和微控制器101不共享相同的电势；实际上，这些部件之间存在共计达VS的电压间隙(voltagegap)。因此，微控制器101与高压侧驱动器112之间的信息交换需要经由变换部件118和119来传送。图2示出了基于图1的示例性电路，其允许信号从高压侧驱动器112到低压侧驱动器111(并且从而到微控制器101)的传输。本实施例使用两个高压二极管201和202。二极管201和202的阴极彼此互补地切换，其中电压VS表示高压侧驱动器112的负供电电压，电压VB表示高压侧驱动器112的正供电电压。例如，二极管201的阴极切换至电压VS并且二极管202的阴极切换至电压VB，或者二极管201的阴极切换至电压VB并且二极管202的阴极切换至电压VS。这样的互补切换可以通过选择器开关206来实现，选择器开关206由逻辑电路装置115提供的信号F来驱动。二极管201的阳极经由电阻器R1连接至节点203，二极管202的阳极经由电阻器R2连接至节点203。节点203连接至低压侧驱动器111的正供电电压VDD。跨二极管201和202的阳极的电压经由包括两个输入端和一个输出端的运算放大器204来确定。运算放大器204的第一输入端连接至二极管201的阳极，运算放大器204的第二输入端连接至二极管202的阳极。因此，在运算放大器204的输入端之间确定共计达Vdiff的电压差。信号OUT在运算放大器204的输出端处被提供，其经由低通滤波器205被传达给逻辑电路装置109。可选地，在运算放大器204的输入端处的电压差Vdiff为0V的情况下，运算放大器204被朝向信号OUT(其可以是电压信号)偏置；这样的偏置在电压差Vdiff(基本上)为0V的情况下导致定义的逻辑电平。在电压VS基本上等于接地GND电平(即VS≈GND)的情况下，可以发生从高压侧驱动器112到低压侧驱动器111的任何信号传送。在这种情况下，二极管201和202能够传导电流；在逻辑电路装置115的输出端处的信号F的逻辑状态决定流过二极管201和202的电流的量并且因此决定在运算放大器204的输入端处的电压差Vdiff的符号。传送与在高压侧驱动器112处发生的短路有关的信息可以被实现如下。在开关103接通之后，节点105处的电流I可以建立。控制单元117检测短路并且向逻辑电路装置115指示这样的短路。逻辑电路装置115经由栅极驱动器116禁用(即断开)开关103并且改变连接至选择器开关206的逻辑电路装置115的输出端处的信号F的逻辑值，从而改变二极管的连接。因此，也改变二极管201和202的阴极处的电势。基于连接至节点105的电感负载，例如电机120，电流I经由开关104的本体二极管107流通(commute)，这导致(在节点105处)的电压VS共计(大致)达GND电势，即，VS≈GND。通过穿过二极管201和202的不同电流，运算放大器204的输入端处的电压差获得定义的符号(即，加号或减号)和定义的值。在其输出端处，运算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从发送器部件向接收器部件传达信息的电路，其中所述发送器部件是高压侧部件并且所述接收器部件是低压侧部件，或者其中所述发送器部件是低压侧部件并且所述接收器部件是高压侧部件；其中所述低压侧部件被布置成驱动半桥的第一电子开关并且所述高压侧部件被布置成驱动所述半桥的第二电子开关；以及其中所述电路包括第一电压去耦合器件和第二电压去耦合器件，所述第一电压去耦合器件和所述第二电压去耦合器件被布置成使得从所述发送器部件向所述接收器部件传达的电压通过所述发送器部件被调制并且取决于所述信息而跨所述第一电压去耦合器件和所述第二电压去耦合器件传达。

【技术特征摘要】
2015.07.31 US 14/815,8161.一种用于从发送器部件向接收器部件传达信息的电路，其中所述发送器部件是高压侧部件并且所述接收器部件是低压侧部件，或者其中所述发送器部件是低压侧部件并且所述接收器部件是高压侧部件；其中所述低压侧部件被布置成驱动半桥的第一电子开关并且所述高压侧部件被布置成驱动所述半桥的第二电子开关；以及其中所述电路包括第一电压去耦合器件和第二电压去耦合器件，所述第一电压去耦合器件和所述第二电压去耦合器件被布置成使得从所述发送器部件向所述接收器部件传达的电压通过所述发送器部件被调制并且取决于所述信息而跨所述第一电压去耦合器件和所述第二电压去耦合器件传达。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述接收器部件包括用于处理由所述发送器部件供应的经调制的电压的解调器。3.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一电压去耦合器件包括第一二极管并且所述第二电压去耦合器件包括第二二极管，其中所述信息对应于跨所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极调制的电压差。4.根据权利要求3所述的电路，还包括第一电阻器、第二电阻器和选择器开关，其中所述第一二极管和所述第一电阻器串联布置为第一串，其中所述第一二极管的阳极连接至所述第一电阻器，并且其中所述第一二极管的阴极经由所述选择器开关与第一电压或与第二电压连接，并且其中所述第一串的相对端连接至第三电压；其中所述第二二极管和所述第二电阻器串联布置为第二串，其中所述第二二极管的阳极连接至所述第二电阻器，并且其中所述第二二极管的阴极经由所述选择器开关与所述第二电压或与所述第一电压连接，并且其中所述第二串的相对端连接至所述第三电压；以及其中所述选择器开关被布置成在第一状态下将所述第一二极管的阴极连接至所述第二电压并且将所述第二二极管的阴极连接至所述第一电压，或者在第二状态下将所述第一二极管的阴极连接至所述第一电压并且将所述第二二极管的阴极连接至所述第二电压。5.根据权利要求4所述的电路，其中所述选择器开关被配置成调制所述电压差并且用于向所述接收器部件传达所述信息。6.根据权利要求4所述的电路，还包括运算放大器，其中所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阳极之间的电压差由所述运算放大器来处理；以及其中通过所述选择器开关调制的所述信息在所述运算放大器的输出端处被确定。7.根据权利要求6所述的电路，其中所述运算放大器被布置成被偏置以将基于触发所述选择器开关的信号与没有基于触发所述选择器开关的信号分离。8.根据权利要求4所述的电路，其中所述第一电压是所述半桥的所述第一电子开关与所述第二电子开关之间的电压，所述第二电压是所述发送器部件的供电电压，并且所述第三电压是所述接收器部件的供电电压。9.根据权利要求4所述的电路，其中所述第一电压是所述半桥的所述第一电子开关与所述第二电子开关之间的电压，所述第二电压是所述接收器部件的供电电压，并且所述第三电压是所述发送器部件的供电电压。10.根据权利要求1所述的电路，还包括被配置成进一步处理所述信息的微控制器，所述微控制器控制所述第一电子开关和所述第二电子开关。11.根据权利要求1所述的电路，其中所述信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·V·博古希维茨，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT