[发明专利]用于电气负载的驱动电路以及包括该电路的电气系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于例如感应式负载等电气负载的驱动电路。更具体地，本发明涉及一种用于检测错误的负载连接状态的方法。

背景技术

在汽车领域，供电系统是已知的，其包括多个部件，例如交流发电机、电压调节器、整流二极管桥以及电池。将机械能转换为电能的交流发电机具有转子，该转子配备有线圈和三个定子，定子配备有其他线圈。转子线圈由功率晶体管和电流来激励，由交流发电机产生的电能通过整流桥被提供给汽车的电气负载，或恢复电池的充电状态。在驱动汽车的其它感应式类型的负载(如减速电机)中，H桥电路的使用是公知的。

在这种类型的驱动中，可能发生不期望的状态，即负载线圈被错误连接到相关的驱动电路或者甚至被从其断开，从而会危及到电池的充电或提供给汽车的负载。这样的状态被称作为“开路负载”(open load)，其对应于涉及该线圈的电流为零或者远低于正常值的情况。

已知存在两种开路负载状态的诊断方法。根据第一种方法，开路负载状态的测量通过使用感测电阻器和运算放大器来直接检测负载的电流。

根据另一种间接测量方法，通过采用电流镜和附加驱动电路来执行对负载中电流的估计，其中该附加驱动电路是实际驱动该负载的驱动电路的拷贝。

发明内容

申请人已经观察到，现有技术中用于检测错误连接的负载状态的方法不能令人满意，这归因于在电路中引入的附加泄漏及其实现所需的电路复杂性二者。

本发明的目的是提供一种用于电气负载的驱动电路，其能够检测错误连接的负载状态，其足够精确并且不会在电路的复杂性和/或泄漏方面产生不良的影响。

本发明的目的通过如所附权利要求1限定的驱动电路以及在权利要求2到13中公开的其优选实施例来实现。

本发明另一目的是提供一种如权利要求13中描述的包括负载和驱动电路的电系统，以及权利要求14到16中限定的其优选实施例。

附图说明

通过参考附图，通过下面以示例方式提供的优选实施例及其变形方式的描述，本发明的特性和优点将会更加明显，其中：

图1示意性地示出了包括驱动电路和交流发电机的供电系统的示例；

图2示意性地示出了所述驱动电路的第一实施方式；

图3示出了所述驱动电路在所述负载被正确连接的状态下的电压、电流和数字信号的趋势；

图4示出了所述驱动电路在所述负载被错误连接的状态下的电压、电流和数字信号的趋势；

图5示出了表示所述系统的操作方法的流程图；

图6示出了图2中驱动电路等效电路的电压-电流曲线；

图7示出了图6中曲线涉及的等效电子电路；

图8示出了该驱动电路的第二实施方式。

具体实施方式

图1示意性地示出了用于例如汽车的电源系统500的示例，其包括：交流发电机ALT、交流发电机电压调节器AVR、电池BATT以及逻辑块DG-B。

电压调节器AVR的节点EX至少可连接电气负载LD，并且另一端连接到接地端GND。根据一个示例，负载LD是交流发电机转子ALT的线圈，其通过皮带轮(未示出)连接到汽车的引擎。根据例如三相配置结构，交流发电机ALT还具有三个定子线圈501。

电池BATT可以提供电压V(BPLUS)，并且汽车上诸如起动器、汽车后窗除霜电阻器、前灯等其它电气负载可连接到该电池。

电压调节器AVR包括转子线圈LD的驱动电路100、参考电压产生电路REF-G、电压调节块REG-B以及如电压比较器和充电泵电路其它块，由于这些块对于本领域技术人员来说是公知的，因此没有示出。

逻辑块DG-B可将适当的信号传送到电压调节器AVR，以执行适当的调节策略。这样的逻辑块DG-B具有输入COM，用于驱动来自例如汽车控制面板(未示出)的驱动信号，其中汽车控制面板通常是例如ECU(电子控制单元)。

此外，逻辑块DG-B具有用于异常检测信号的输出线，以使得例如灯LMP在汽车仪表盘上发光。

在操作电源系统500时，交流发电机ALT将汽车主引擎的机械能变换为用于电池BATT的充电电能。电压调节器AVR允许提供合适的电压值以及转子线圈的激励电流，从而使得电池BATT被充电。

有利地，如下面清楚地描述的那样，电源系统500能够检测负载LD没有被正确连接到节点EX的状态。实践中，这种状态(此后也称作“开路负载”)可对应于其上安装有负载LD线圈的转子的故障，或者对应于负载LD与节点EX的连接的退化或脱落。