[发明专利]用于线圈的软关断的电路和方法

权利要求书

1.一种电路，包括：

晶体管，所述晶体管耦接到线圈并被配置为允许线圈电流以基于所述晶体管的端子处的电压的电流水平流过所述晶体管；

电流传感器，所述电流传感器耦接到所述晶体管，所述电流传感器感测所述线圈电流的所述电流水平；

控制器，所述控制器被配置在具有所述电流传感器和所述晶体管的控制回路中，所述控制器被配置为调整在所述晶体管的所述端子处的所述电压以减小感测到的电流水平与参考电流水平之间的差，其中所述控制器具有由可变反馈电阻器的电阻确定的开环增益；和

信号发生器，所述信号发生器耦接到所述控制器，所述信号发生器生成斜坡信号以控制所述控制器的所述参考电流水平，使得所述线圈电流在关断周期内逐渐地减小，以及控制所述可变反馈电阻器的所述电阻，使得在所述关断周期内，所述控制器的所述开环增益减小。

2.根据权利要求1所述的电路，其中所述晶体管是绝缘栅双极晶体管IGBT，其在栅极处耦接到栅极驱动器，并且在漏极处耦接到用于车辆的点火线圈的线圈。

3.根据权利要求2所述的电路，其中所述线圈电流在所述关断周期内逐渐地减小以防止在所述关断周期期间所述点火线圈中的不期望的火花。

4.根据权利要求1所述的电路，其中所述斜坡信号产生在所述关断周期期间线性地斜降的参考电压，并且当所述线圈电流在高电流区域中时，所述线圈电流根据所述参考电压线性地斜降，当所述线圈电流在低电流区域中时，所述线圈电流偏离所述参考电压。

5.根据权利要求1所述的电路，其中所述电流传感器是与所述晶体管串联的电阻器，使得流过所述晶体管的所述电流在所述电阻器上产生感测电压。

6.根据权利要求1所述的电路，其中所述可变反馈电阻器是一组串联连接的电阻器，所述一组串联连接的电阻器中的每个电阻器与一组晶体管中的一个晶体管并联连接，使得当所述一组晶体管中的特定晶体管导通时，与所述特定晶体管并联的电阻器被短接，以减小所述可变反馈电阻器的电阻。

7.根据权利要求6所述的电路，还包括晶体管控制电路，所述晶体管控制电路耦接到所述信号发生器，其中所述晶体管控制电路包括分压器，所述分压器由所述一组晶体管中的每个晶体管的栅极以不同的电压抽头，使得所述晶体管根据所述斜坡信号来相继地导通，以减小在所述关断周期内所述可变反馈电阻器的所述电阻。

8.根据权利要求1所述的电路，其中所述控制器包括差分放大器，所述差分放大器耦接到反相放大器，所述反相放大器具有通过所述可变反馈电阻器的负反馈。

9.根据权利要求1所述的电路，其中所述控制器的开环增益在所述关断周期内减小，以增大在软关断曲线的低线圈电流区域中的相位裕度。

10.一种点火系统，包括：

点火线圈，所述点火线圈包括初级线圈、次级线圈和火花隙；

绝缘栅双极晶体管IGBT，所述IGBT耦接到所述初级线圈并被配置为允许线圈电流以基于所述IGBT的栅极处的电压的线圈电流水平流过所述IGBT；

电流传感器，所述电流传感器耦接到所述IGBT，所述电流传感器感测所述线圈电流的电流水平；

控制器，所述控制器被配置在具有所述电流传感器和所述IGBT的控制回路中，所述控制器被配置为调整在所述IGBT的所述栅极处的所述电压以减小所感测到的电流水平与参考电流水平之间的差，其中所述控制器具有由可变反馈电阻器的电阻确定的开环增益；和

信号发生器，所述信号发生器耦接到所述控制器，所述信号发生器生成斜坡信号以控制所述控制器的所述参考电流水平，使得所述线圈电流水平在关断周期内逐渐地减小，以及控制所述可变反馈电阻器的所述电阻，使得在所述关断周期内，所述控制器的所述开环增益减小。

11.根据权利要求10所述的点火系统，其中所述控制器的所述开环增益在所述关断周期内减小以增大在软关断曲线的低线圈电流区域中的相位裕度。

12.一种用于在放电期间防止点火线圈中的不期望的火花的方法，包括：

感测所述点火线圈中的线圈电流水平；

将感测到的线圈电流水平与参考电流水平进行比较以确定差值；

使用具有由可变反馈电阻器确定的负反馈的反相放大器来放大所述差值；

控制晶体管的栅极，所述栅极基于所放大的差值来限制所述点火线圈中的所述电流水平；

随着所述参考电流水平根据斜坡信号减小，重复所述感测、所述比较、所述放大和所述控制，使得所述线圈电流水平逐渐地减小；以及

通过根据所述斜坡信号使一组电阻器相继地短路来使所述反馈电阻随着所述线圈电流水平逐渐地减小而减小，以增大相位裕度。