[發明專利]控制可電操作的馬達的半導體橋的方法、控制裝置和設備

在審

• 申請號: 201880063643.7
• 申請日: 2018-10-01
• 公開（公告）號: CN111480296A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: U·朱斯
• 申請（專利權）人: 大陸泰密克微電子有限責任公司
• 主分類號: H03K17/16
• 分類號: H03K17/16
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 湯國華

本發明涉及一種用于控制可電操作的馬達(7)的半導體橋(4)的方法，該半導體橋(4)由第一可控半導體開關(5)和單獨的第二可控半導體開關(6)根據脈寬調制信號(18)進行控制、以用于對該可電操作的馬達(7)供應電能(V_S)，根據該脈寬調制信號(18)，通過斜坡發生器(10)產生具有預定的斜坡斜率(22)的斜坡信號(20)、以用于控制該兩個可控半導體開關(5，6)中的一個。本發明還涉及一種控制裝置(2)和一種設備(1)。

本發明涉及一種用于控制可電操作的馬達的半導體橋的方法，該半導體橋由第一可控半導體開關和單獨的第二可控半導體開關根據脈寬調制信號來控制、以用于向可電操作的馬達供應電能。特別地，馬達可以是用于機動車輛的可電操作的馬達，該馬達例如用作車窗升降器機構或用于門釋放或座椅調節機構中的調節馬達。本發明還涉及一種控制裝置和一種設備。

例如，在機動車輛中使用的DC馬達通常由繼電器或半導體控制。如果需要對可電操作的馬達進行可變控制，則可以通過脈寬調制來控制半導體，這些半導體例如可以是MOSFET或IGBT。在這種情況下，開關被定期地接通或斷開以達到所需的功率。在這種情況下，開關過程尤其取決于半導體和設備的參數，其結果是，必須考慮開關時間或開關斜率的公差，特別是如果控制電流保持為低以實現開關速度的高電磁兼容性。這樣的結果是，脈寬調制控制的采樣度明顯變化，特別是用于開關的短路檢測和保護裝置只能對短路作出較遲的反應。這意味著開關不能可靠地操作。

EP 1986322 B1還披露了一種用于電負載的脈寬調制激活的輸出級。輸出級包括用于輸入第一脈寬調制信號的第一輸入、用于根據第一脈寬調制信號的占空比來激活電負載的功率半導體開關、用于產生與第一脈寬調制信號相比被延遲的第二脈寬調制信號的延遲電路、以及用于輸出第二脈寬調制信號的信號輸出。延遲電路包括第一檢測器電路，該第一檢測器電路確定第一脈寬調制信號的周期并產生第二脈寬調制信號，從而與第一脈寬調制信號相比，該第二脈寬調制信號被延遲了由控制信號確定的經確定的周期持續時間的一部分。這種脈沖到脈沖調制的缺點在于，調節裝置必須非常復雜，并且在每次啟動調節器之后，都需要相應的上升時間，這意味存在著其中開關沒有被可靠提供的周期。

本發明的目的是提供一種方法、控制裝置和設備，借助該方法、控制裝置和設備，半導體橋的開關速度獨立于所使用的MOSFET，并且具有改善的電磁兼容性。

此目的通過根據獨立專利權利要求的方法、控制裝置和設備實現。

本發明的一個方面涉及一種用于控制可電操作的馬達的半導體橋的方法，該半導體橋由第一可控半導體開關和單獨的第二可控半導體開關根據脈寬調制信號來控制、以用于向該可電操作的馬達供應電能。

根據該脈寬調制信號，通過斜坡發生器產生具有可預定的斜坡斜率的斜坡信號、以用于控制該兩個可控半導體開關中的一個。

結果，可以獨立于MOSFET的參數值的類型來激活MOSFET的柵極，從而可以獨立于所使用的MOSFET來控制半導體橋的開關速度。此外，由于可預定地控制的斜坡斜率，因此可以通過改善的電磁兼容性來進行半導體橋的開關。此外，通過該方法，特別是在操作條件下，可以縮短并穩定柵極運行時間。通過縮短且穩定的柵極延遲還可以實現脈寬調制信號的改善的占空比。這也允許對相應半導體開關是否已經開關進行改善的監測。此外，可以使用預控制來使半導體橋的開關在無反饋的情況下對電輸出處的干擾不敏感。

特別地，可電操作的馬達是機動車輛的可電操作的馬達。例如，可電操作的馬達可以是機動車輛中的調節馬達。作為可電操作的馬達的示例，可以提及車窗升降器馬達或門釋放馬達或座椅調節馬達。特別地，這種調節馬達需要可變的控制，從而不同的功率可以被發送至調節馬達。因此可以實現電動馬達的不同設置。因此，半導體橋特別地控制作為用于可電操作的馬達(尤其是用于機動車輛中的調節馬達)的供電電壓的電能。特別地，可電操作的馬達是可以通過直流電操作的可電操作的馬達。

在以下的說明中，假設可控半導體開關是閉合開關，從而，如果柵極不被供電，則可控半導體開關是斷開的且因此是不導電的。