[发明专利]晶体管桥故障测试

说明书

公开了晶体管桥故障测试。本文中描述了一种用于驱动晶体管桥的驱动电路布置，其至少包括由低侧晶体管和高侧晶体管组成的第一半桥。根据本说明的一个示例，电路包括电流源和检测电路。电流源可操作地耦合至第一半桥的高侧晶体管并且被配置成向第一半桥供应测试电流。检测电路被配置成将表示第一半桥的高侧晶体管两端的电压的电压感测信号与至少一个第一阈值相比较，以根据比较的结果来检测第一半桥中是否存在短路。

技术领域

本发明涉及用于晶体管桥的驱动电路领域，特别地涉及包括短路和/或开路(开路负载)检测的驱动电路。

背景技术

晶体管桥通常用于驱动电负载(包括诸如电动机等机电负载)。一个简单的晶体管桥是半桥，其可以用于驱动各种类型的单端负载。所谓的H桥通常用于驱动诸如步进电机等负载。所谓的三相晶体管半桥可以用于驱动三相电动机(例如无刷DC电机、BLDC电机)。这样的三相晶体管半桥通常被称为三相桥或三相逆变器，并且基本上由三个晶体管半桥组成。晶体管桥是功率电子器件，其通常由桥驱动电路来操作。桥驱动电路包括被配置成以定义的方式将晶体管桥的管芯晶体管接通和断开的电路。例如，桥驱动器可以被配置成将三相桥的管芯晶体管接通和断开，以实现用于BLDC电机的电子换向。

在很多应用中，特别是在驱动电动机时，通常期望检测有故障的负载。因此，很多桥驱动电路包括用于检测由短路引起的过电流的电路。在这种情况下，晶体管桥需要被激活，使得在可以检测到过电流(并且因此短路)并且可以触发保护机制(过电流关闭)之前，过电流可以通过短路负载。然而，这样的保护机制在一些应用中可能太慢，并且电流尖峰仍然可能损坏系统(特别是晶体管桥)。即使潜在的损害不是问题，可能期望在接通晶体管桥之前具有关于负载状态的信息。此外，在一些应用中可能期望开路(开路负载)检测。

发明内容

本文中描述了一种用于驱动晶体管桥的驱动电路布置，其至少包括由低侧晶体管和高侧晶体管组成的第一半桥。根据本说明的一个示例，电路包括电流源和检测电路。电流源可操作地耦合至第一半桥的高侧晶体管并且被配置成向第一半桥供应测试电流。检测电路被配置成将表示第一半桥的高侧晶体管两端的电压的电压感测信号与至少一个第一阈值相比较，以根据该比较的结果来检测第一半桥中是否存在短路。

此外，一种用于测试晶体管桥的方法，该晶体管桥至少包括由低侧晶体管和高侧晶体管组成的第一半桥。根据本说明的一个示例，该方法包括向第一半桥的输出节点供应测试电流，以及通过将表示第一半桥的高侧晶体管两端的电压的电压感测信号与至少一个第一阈值相比较来检测第一半桥中是否存在短路。

附图说明

参考以下说明和附图可以更好地理解本发明。附图中的部件不一定是按比例的，重点在于示出本发明的原理。此外，在附图中，相同的附图标记表示相应的部分。在附图中：

图1示出了用于驱动电动机的三相桥和用于驱动三相的驱动IC；

图2示出了根据一个实施例的实现短路检测的一个晶体管半桥和一部分驱动IC；

图3的(a)至(c)示出了如下情况下的图2的有效电路：其中所有晶体管都截止，并且(a)不存在短路，(b)在高侧晶体管处存在短路，以及(c)在低侧晶体管处存在短路；

图4示出了根据另一实施例的实现短路检测的一个晶体管半桥和一部分驱动IC；

图5示出了根据又一实施例的实现短路检测的一个晶体管半桥和一部分驱动IC，其中驱动IC经由数字总线耦合至控制器；

图6是示出由本文中描述的实施例实现的用于检测短路的方法的示例的流程图；

图7是示出用于检测半桥的开关是否可以单独地接通和断开的方法的示例的流程图；以及

图8是示出用于检测H桥或三相晶体管桥的开路负载的方法的示例的流程图。

具体实施方式