[发明专利]功率输出级、用于运行的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率输出级，尤其是用于机动车的电机的控制设备，该功率输出级具有至少一个控制单元并且具有至少四个通过该控制单元可单独控制的半导体开关，所述半导体开关被联接成用于运行电机的具有至少两个半桥的桥式电路，并且所述半导体开关与功率输出级的供电线路和接地线路连接。

此外，本发明涉及一种用于运行这种功率输出级的方法。

背景技术

功率输出级以及用于运行所述功率输出级的方法由现有技术已知。为了驱动电机，经常使用所谓的时钟控制的输出级或功率输出级，所述输出级或功率输出级借助按桥式电路布线的半导体开关控制电机。通过对半导体开关的时钟控制的单独的控制可以将恒定的供电直流电压转换成用于电机的可变的运行直流电压。经常在此情况下使用所谓的MOSFET开关作为半导体开关。为了保护电机以及功率输出级免受损伤，通常将短路识别以装置技术和/或以方法技术实施到功率输出级中。在分立的MOSFET开关的情况下的短路识别一般通过漏极源极电压测量在控制半导体开关的控制单元中进行。在此，例如接通第一电桥的高压侧的半导体开关和第二电桥的低压侧的半导体开关并且检测在相应的半导体开关上的电压降以及与额定值比较。如果所检测的电压不位于所期望的范围内，则控制单元可以对此做出反应并且例如去激活功率输出级。在此情况下不利的是，短路识别的这种形式只在被通电的功率输出级的情况下是可实施的。此外，要测量的漏极源极电压强烈地取决于短路电流以及相应的半导体开关的接通阻抗。此外由公开文献JP 2005 067 380A已知一种装置以及一种方法，其能够实现被构造为H电桥的桥式电路的短路识别，而不必驱动电机。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的功率输出级具有如下优点：短路识别也能在电机未开始使用的情况下并且以简单的且成本低的方法和方法实施。根据本发明的功率输出级为此规定：控制单元具有用于半桥中的第一半桥的可控的第一上拉装置和可控的第一下拉装置以及用于半桥中的第二半桥的可控的第二上拉装置以及可控的第二下拉装置，其中控制单元在短路测试运行中控制半导体开关、上拉装置和下拉装置以便检测短路电流。因此，功率输出级的特征在于上拉和下拉装置，其可以被用于将相应的半桥拉到供电线路的电压水平上或接地线路的电压水平上。通过相应地操作半导体开关以及上拉和下拉装置，因此即使在电机被关断的情况下也可以对功率输出级的可能的短路进行检查。尤其是，由此即使在未被通电的功率输出级的情况下也可以检测短路（所谓的离线诊断）。第一上拉装置和第一下拉装置合乎目的地串联地连接/布置在供电线路与接地线路之间并且与第二上拉装置和第二下拉装置并联地连接/布置，第二上拉装置和第二下拉装置同样彼此串联连接。在此优选地分别设置有连接线路，该连接线路在相应的上拉装置与下拉装置之间分岔并且分别与半桥中的一个连接。

优选地，桥式电路被构造为H电桥、B6电桥或2H电桥并且具有相应数目的半桥，如上面所描述的那样。根据半桥的数目，合乎目的地也选择拉装置的数目，其中拉装置分别具有上拉装置和下拉装置，如先前所描述的那样。

根据本发明的一种有利的改进方案规定，上拉装置被构造为上拉电阻，尤其是高欧姆的，并且下拉装置被构造为下拉电阻，尤其是高欧姆的。由此实现，在可能短路的情况下仅小的短路电流流动并且短路识别不再取决于半导体开关的接通电阻。此外，通过小的短路电流可靠地防止功率输出级的损伤。

根据本发明的用于运行上面所描述的功率输出级的方法的特征在于以下步骤：

a）接通下拉装置并且检测相应半桥的输出电压并与第一额定值比较。

b）除了步骤a）之外相继地激活半桥的高压侧的半导体开关并且检测相应半桥的输出电压并与第二额定值比较。

c）接通上拉装置并且检测半桥的输出电压并与第二额定值比较。

d）除了步骤c）之外相继地激活半桥的低压侧的半导体开关并且检测半桥的相应输出电压并与第一额定值比较。

如果所检测的输出电压分别对应于第一或第二额定值，则不存在短路并且功率输出级可以开始使用。否则，优选地拒绝开始使用。