用于并行開關的驅動器信號的故障檢測的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于使用驅動信號(例如PffM信號)驅動開關的電路。這種類型的電路被在廣泛的電子設備中使用，例如當有必要調節來自配電網絡的電能以使用其向電氣機械供電時。電能調節電路也可以用于調節來自例如諸如可再生能源的直流電源的電能，以將其注入到配電網絡，或向負載供電。
[0002]典型地，在電流逆變器中或在電流轉換器中發現這種類型的電路。
【背景技術】
[0003]電子開關，典型地，IGBT或者其它類似的電子部件被針對給定的最大電流負載或額定電流確定大小。當需要提供能夠遞送功率以使得電流超過在單開關上的額定電流的設備時，提供并行的電子開關的結構，以便代替一個開關，在兩個或更多個開關之間分離遞送的電流。并行的開關被相同的驅動信號(例如PWM信號)驅動。因此，半橋式構造或全橋式構造是例如可能的，其中在橋的每個分支中提供被相同的驅動信號控制的兩個或更多個電子開關。每個電子開關與各自的驅動器電路或板相關聯。
[0004]電子開關的驅動信號由驅動信號處理電路或者處理板，典型地，DSP (數字信號處理器)產生。驅動信號處理電路通過驅動線路連接到各個電子開關的每個驅動電路，通過驅動線路驅動信號被傳送。此外，利用故障線路將每個驅動器電路連接到驅動信號處理電路。如果故障在與給定的驅動器電路相關聯的電子開關中發生，驅動器電路通過故障線將故障信號發送到驅動信號處理電路，使得例如關掉設備和/或發出警報信號。電子開關中的故障可以產生于各種原因。通常，故障引起增加的跨電子開關的電壓降。當所述電壓降超過閾值時，驅動器電路在故障線路上產生故障信號。
[0005]如果故障或中斷發生在驅動線路上，通過驅動線路驅動信號處理電路將驅動信號遞送到驅動器電路，各自的電子開關保持打開，因為它不再接收切換信號。當這種情況發生時，在正常運行條件下在并行的N個電子開關之間分離的電流流動，在N-1個開關之間分離，隨之發生的是，通過每個其余開關中的電流率增加。例如，在具有兩個并行開關的構造的情況中，如果故障發生在與電子開關中的一個相關聯的驅動線路中，該電子開關將不再切換到閉合狀態并且將保持一直打開。另外一個開關將維持導通間隔中的整個電流流動。如果電流超過了在電子電路上的最大可允許值，其將會中斷。驅動信號不存在的情況沒有被驅動器電路檢測到，并且因此無警告條件發生。設備繼續運行直到繼續接收驅動信號的電子開關被不可逆地損壞。
[0006]因此，存在提高如上所述類型的設備的可靠性，并且特別是檢驗驅動線路的任何中斷或故障的需求，以防止對電子開關不可逆的損壞。明智的做法是在不使電路負擔的情況下，即在不需要在驅動信號處理電路和各自的電子開關的每個驅動器電路之間提供額外的連接線路的情況下執行該功能。

【發明內容】

[0007]為了解決或緩解先前技術設備的問題中的一個或多個，這里提供了驅動信號處理電路和在驅動信號處理電路和各自開關的各自驅動器電路之間的故障線路。此外，不僅在被控制開關中實際存在故障的情況中，而且當從驅動器電路接收的驅動信號呈現斷開值時，故障信號也呈現在故障線路上。在驅動信號處理電路產生斷開信號的間隔期間，故障信號被抑制，即被掩蓋，使得其不產生故障信號。如果故障信號還保持在導通間隔期間，即在驅動信號處理電路產生導通信號期間，則故障信號(不再被抑制或掩蓋)確定發送故障信號，其由驅動器電路例如由于驅動線路的中斷而不接收各自開關的閉合(即接通)信號的事實確定。
[0008]在實際實施例中，這里因此提供了用于驅動并行的電子開關的設備，包括驅動信號處理電路，其被配置成將驅動信號發送到兩個或更多個并行的電子開關，所述驅動信號至少能夠呈現接通值和斷開值。所述設備也可以包括針對每個電子開關的驅動器電路，其被配置成從驅動信號處理電路接收驅動信號并且根據驅動信號的值控制各自的電子開關的閉合和打開。此外，驅動線路將驅動信號處理電路連接到電子開關的各自的電路，以將來自驅動信號處理電路的輸出的驅動信號傳送到各自的驅動器電路的輸入。最后，在各自的驅動器電路和驅動信號處理電路之間提供故障線路，以將來自各自的驅動器電路的故障信號傳送到驅動信號處理電路。
[0009]每個驅動器電路也包括用于產生故障信號的結構，以既在當輸入到驅動電路的驅動信號呈現斷開值時在故障線路上產生故障信號，又在當故障在各自的電子開關中存在時在故障線路上產生故障信號。驅動信號處理電路包括用于從驅動信號處理電路輸出的驅動信號呈現斷開值的間隔期間掩蓋或抑制來自各自的驅動器電路的故障信號的結構。
[0010]故障信號在其某種意義上不確定動作(例如故障信號發送還是斷開設備)時被掩蓋或抑制的，其發生在實際故障的情況中，即在驅動信號處理電路正在產生閉合信號(即針對各自的開關的導通信號)，但是該開關的驅動器電路未接收到導通信號的情況中。
[0011]在一些實施例中，用于產生故障信號的結構包括故障信號產生電路，故障信號產生電路包括電子轉換開關，轉換開關被連接到故障線路，被驅動以便切換在故障線路上的電壓使得:
[0012]-當到驅動器電路的驅動信號輸入呈現斷開值時，或者當在各自的電子開關中存在故障時，在故障線路上的電壓等于指示故障情況的值；
[0013]-當輸入到驅動器電路的驅動信號呈現接通值并且電子開關被正確操作時，在故障線路上的電壓等于指示正確操作狀況的值。
[0014]在實際實施例中，用于產生故障信號的結構的電子轉換開關與延遲網絡相關聯，以相對于驅動信號的上升沿延遲電子轉換開關的切換。
[0015]在一些實施例中，用于產生故障信號的結構的電子轉換開關被配置以便在故障線路上施加指示故障信號的高電壓值，或者指示不存在故障的低電壓值。
[0016]故障信號產生電路可以包括連接分支，其將驅動信號輸入連接到電子轉換開關，使得在驅動信號輸入上的電壓值在電子轉換開關的切換狀態中起作用。此外，連接分支可以包括開關，其當驅動信號呈現斷開值時是閉合的，并且當驅動信號呈現接通值時是打開的。在一些實施例中，連接分支的開關被布置和配置成當驅動信號呈現斷開值時在故障信號產生電路的轉換開關的基極施加低電壓，所述低電壓引起故障信號產生電路的電子轉換開關的閉合以及故障信號在故障線路上的施加。
[0017]在有利的實施例中，故障信號產生電路的電子轉換開關連接到由驅動器電路驅動的電子開關的故障信號輸入。構造可以是使得電子轉換開關的故障信號引起故障信號產生電路的電子開關的切換，以便將故障信號被施加到故障線路。
[0018]在一些實施例中，電子開關的故障狀況可以通過跨電子開關的過電壓的信號被檢測。
[0019]在一些實施例中，驅動信號處理電路可以包括通過故障信號發送轉換開關連接到故障線路的端子。轉換開關的切換狀態可以根據在故障線路上的故障信號的存在或者不存在來確定。有利地，用以掩蓋故障信號的結構可以配置成掩蓋當驅動信號呈現斷開值時由故障線路遞送到故障信號發送轉換開關的信號。在一些實施例中，故障信號發送轉換開關具有連接到節點的柵極，節點連接到故障線路和故障信號抑制電路，故障信號抑制電路使節點在驅動信號呈現斷開值的間隔期間達到對應于不存在故障信號的電壓值。例如，抑制電路可以包括電子開關的結構，其在驅動信號呈現斷開值的間隔期間使節點達到低電壓值。
[0020]在一些實施例中，故障信號抑制電路可以包括延遲網絡，其被配置和布置成相對于驅動信號從斷開值到接通值的切換沿延長電路的抑制效應。
[0021]根據進一步的方面，這里提供一種用于驅動并行的電子開關的方法，其通過連接到與所述電子開關相關聯的各自的驅動器電路的驅動信號處理電路驅動并行的電子開關，其中在電子開關的斷開間隔期間，驅動器電路將故障信號發送到驅動信號處理電路，并且其中在電子開關的所述斷開間隔期間，驅動信號處理電路掩蓋來自電子開