[發明專利]用于在故障狀況期間保護起動發電機系統的方法和裝置

在審

• 申請號: 202210773406.8
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN115589186A
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: S·布拉薩布拉馬尼安;M·E·布滕霍夫;T·亞馬那卡;L·E·奧薩
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H02P29/032
• 分類號: H02P29/032;H02P29/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升

本申請題為“用于在故障狀況期間保護起動發電機系統的方法和裝置”。示例裝置包括：具有第一電源輸入的電平移位器(306)；柵極驅動器(308)，其具有耦合到第一電源輸入并適于耦合到二極管(316)的陰極的第二電源輸入，該柵極驅動器(308)具有適于耦合到開關(164)的控制端子的輸出；以及具有輸入和輸出的電流源電路(318)，該輸入適于耦合到電源(122)并且該輸出適于耦合到第一電源輸入、第二電源輸入和電容器(304)。

技術領域

本說明書總體上涉及起動發電機系統，并且更具體地涉及用于在故障狀況期間保護起動發電機系統的方法和裝置。

背景技術

起動發電機系統由發動機(例如，車輛發動機、飛行器發動機等)實現，用于驅動負載(例如，馬達)。起動發電機系統包括可以驅動馬達以啟動發動機并且可以生成并向馬達提供恒定功率以操作發動機的電路系統。此外，起動發電機系統包括可以在馬達的故障狀況期間保護起動發電機系統的電路系統。

發明內容

對于用于在故障狀況期間保護起動發電機系統的方法和裝置，一種示例集成電路包括具有第一電源輸入的電平移位器。該示例集成電路包括柵極驅動器，該柵極驅動器具有耦合到第一電源輸入并適于耦合到二極管的陰極的第二電源輸入，該柵極驅動器具有適于耦合到開關的控制端子的輸出。該示例集成電路包括具有輸入和輸出的電流源電路，該輸入適于耦合到電源，并且該輸出適于耦合到第一電源輸入、第二電源輸入和電容器。

附圖說明

圖1是用于操作和/或向示例負載供電的示例系統的示意圖。

圖2A是包括在圖1的示例系統的第一示例負載驅動器集成電路(IC)中以驅動低側晶體管的第一示例相位電路的示意圖。

圖2B是用于示出在故障狀況期間通過圖2A的第一示例負載驅動器IC中的第一示例相位電路的信號流的圖2A的示意圖的注釋版本。

圖3是包括用于在故障狀況期間驅動圖1的低側晶體管的低側電源補償電路系統的第二示例負載驅動器IC的示意圖。

在附圖中使用相同的參考數字或其它附圖標記來指定(功能上和/或結構上)相同或相似的特征。

具體實施方式

高壓(例如48伏)起動發電機系統用于操作和/或向負載(諸如馬達)供電。在一些示例中，起動發電機系統包括驅動多個開關(例如，外部開關，諸如金屬氧化物硅場效應晶體管、雙極結型晶體管、晶體管等)以向負載供電的馬達驅動器集成電路(IC)。這些開關包括低側開關和高側開關。高側開關在正常操作期間驅動負載(例如馬達)，而低側開關在故障狀況操作中將電流從負載短路連接到接地。

在一些示例中，故障情況操作在牽引期間或在維修店處響應于車輛系統的車輪在車輛關閉時旋轉而發生在起動發電機系統中。在此類示例中，當車輛關閉時車輪的旋轉導致三相馬達(例如，用于在正常操作中推動車輛的馬達)以發電機模式運行，其中能量被從馬達反饋到設計用于驅動馬達的電路。從馬達反饋的能量被稱為反電動勢(emf)。對于較大的馬達，反電動勢(BEMF)可能會導致馬達驅動器IC的48伏電壓軌超過200伏，從而導致起動發電機系統中的部件(例如電子部件)失效。起動發電機系統通過接通低側開關以使馬達電流短接到地來避免系統部件失效。這被稱為有源短路(active short circuit)。

啟動有源短路的馬達驅動器IC的一部分從電源獲得低側電源，該電源從總電源(例如，48伏、52伏等的電池電源)獲得其功率。例如，馬達驅動器IC從由起動發電機系統實現的DC到DC轉換器接收相對于總電源功率較小的電源功率，其中DC到DC轉換器耦合到總電源并將48伏轉換至12伏。在一些示例中，在故障狀況期間，需要該較小的電源來接通低側開關。然而，較小的電源可能無法在故障狀況期間接通。例如，設置在較小電源和馬達驅動器IC之間的去耦電容器可能會在故障狀況期間短路，DC到DC轉換器可能會因故障狀況而關閉和/或無法正常工作等。在此類示例中，較小的電源不提供電源來接通低側開關，從而導致系統故障。