專利名稱：開關(guān)調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種構(gòu)造為固定電壓調(diào)節(jié)器的開關(guān)調(diào)節(jié)器(1)，其帶有分壓器(40)，通過第一端子(V)可以向所述分壓器輸送在調(diào)節(jié)器(2)輸出端上的電壓信號(hào)，以向驅(qū)動(dòng)電路(35、31)輸送作為調(diào)節(jié)量的分壓器(40)的輸出信號(hào)，其用參考電壓(Vref)來評(píng)估。
開關(guān)調(diào)節(jié)器例如在汽車領(lǐng)域內(nèi)用于控制和觸發(fā)人員保護(hù)系統(tǒng)，諸如氣囊。所述開關(guān)調(diào)節(jié)器往往以帶有殼體的集成電路的形式被構(gòu)造為所謂的ASIC(專用集成電路)，其中出于成本的原因一般至少把所述開關(guān)調(diào)節(jié)器的儲(chǔ)能元件實(shí)施成外部的元件。所述儲(chǔ)能元件和所述ASIC例如為產(chǎn)生所要求的電氣連接安排在相應(yīng)構(gòu)造的線路板上。所述開關(guān)調(diào)節(jié)器既可以是上向轉(zhuǎn)換器也可以是下向轉(zhuǎn)換器。
下面借助于

圖1說明所屬領(lǐng)域的一種開關(guān)調(diào)節(jié)器1的結(jié)構(gòu)。
圖中所示的開關(guān)調(diào)節(jié)器1具有電路裝置30，所述電路裝置的部件安排在集成電路中，也就是上述ASIC中，并且與開關(guān)調(diào)節(jié)器1的外部元件(標(biāo)號(hào)10)相連接。開關(guān)調(diào)節(jié)器1被構(gòu)造為上向轉(zhuǎn)換器并且具有接在節(jié)點(diǎn)3與參考電位之間的二極管11。與該附圖中相反，該二極管11還可以被構(gòu)造為所述ASIC中的集成的元件。在調(diào)節(jié)器輸出端2與所述參考電位之間接入電荷存儲(chǔ)器13。線圈12串聯(lián)地接在節(jié)點(diǎn)3與調(diào)節(jié)器輸出端2之間。
節(jié)點(diǎn)3與電路裝置30的輸出端子Sout相連接。在所述輸出端子Sout與電源電位端子Vin之間接有所述電路裝置的輸出驅(qū)動(dòng)器31，在最簡單的情況下所述電路裝置的輸出驅(qū)動(dòng)器31是可控制的半導(dǎo)體開關(guān)。所述輸出驅(qū)動(dòng)器31由運(yùn)算放大器電路35控制，所述運(yùn)算放大器電路35在輸入方在一個(gè)輸入端37處加以參考信號(hào)，而在一個(gè)輸入端38出加以調(diào)節(jié)信號(hào)。該調(diào)節(jié)信號(hào)從處在調(diào)節(jié)器輸出端2上的電壓中得出并且經(jīng)與第一端子V連接的內(nèi)部分壓器40被輸入到電路裝置30。為此目的，由兩個(gè)串聯(lián)連接的電阻41、42組成的分壓器的中間抽頭43與輸入端38相連接。
由于該固定地設(shè)定并且不改變的分壓器的分壓比，創(chuàng)建了一種電路裝置，所述電路裝置使得能夠在調(diào)節(jié)器輸出端2上只輸出額定電壓。因?yàn)椴煌呐c調(diào)節(jié)器輸出端2可連接的用電器(Verbraucher)利用不同的額定電壓工作，所以在電路裝置30中設(shè)置一種可能性，其允許在調(diào)節(jié)器輸出端上得到另一個(gè)可自由設(shè)定的額定電壓。
為此目的，電路裝置30具有第二端子FB，所述端子FB可以與另一個(gè)外部的分壓器20相連接。該分壓器20接在調(diào)節(jié)器輸出端2與參考電位端子之間。在此所述第二端子FB與示范性地由兩個(gè)串聯(lián)的電阻21、22組成的分壓器20的中間抽頭23相連接。
通過附加地設(shè)置切換裝置47，可以在將信號(hào)施加到端子SEL上的情況下選擇性地把內(nèi)部的分壓器40或者外部的分壓器20與運(yùn)算放大器電路35相連接。為此目的，所述切換裝置47具有兩個(gè)開關(guān)元件44、45，所述開關(guān)元件以其一個(gè)端子相應(yīng)地與運(yùn)算放大器電路35的輸入端38相連接，并且以其另一個(gè)輸入端分別地與內(nèi)部或者外部的分壓器40或者20的中間抽頭40或者20相連接。所述開關(guān)的控制通過在端子SEL上施加信號(hào)進(jìn)行，其中向開關(guān)裝置45輸入與處在端子SEL上的信號(hào)反向的信號(hào)(倒相器46)。
此外，電路裝置30具有電壓監(jiān)測(cè)電路39，所述電壓監(jiān)測(cè)電路接在端子V與輸出驅(qū)動(dòng)器31的控制輸入端32之間。該電壓監(jiān)測(cè)電路監(jiān)測(cè)處在調(diào)節(jié)器輸出端2上的電壓，并且在過高的調(diào)節(jié)器輸出電壓的情況下關(guān)斷所述輸出驅(qū)動(dòng)器，以由此防止與調(diào)節(jié)器輸出端相連接的用電器的功能性故障。為此目的，所述電壓監(jiān)測(cè)電路39具有比較器電路，其中向所述比較器一方面輸送調(diào)節(jié)器輸出電壓而另一方面輸送參考電壓Vref。
如在文章開始處所述，所述電路裝置30以一種安排在殼體中的集成電路的形式作為ASIC存在。在此，所述部件與電路板連接時(shí)還可能出現(xiàn)有錯(cuò)誤的連接，從而不能夠保證開關(guān)調(diào)節(jié)器1的正確功能。
如果由于出錯(cuò)的連接不能夠?qū)⑻幵谡{(diào)節(jié)器輸出端2上的電壓施加在所述第一端子V上，那么用內(nèi)部分壓器40構(gòu)造的調(diào)節(jié)回路不能夠工作。作為實(shí)際值在運(yùn)算放大器電壓的輸入端38上將有0伏的電壓，從而運(yùn)算放大器電路35如此地控制輸出驅(qū)動(dòng)器31，使得輸出驅(qū)動(dòng)器31在該調(diào)節(jié)器輸出端2上產(chǎn)生越來越高的電壓。因?yàn)樗鲭妷罕O(jiān)測(cè)電路39同樣需要處在調(diào)節(jié)器輸出端2上的電壓作為輸入信號(hào)，所以可能由于所述出錯(cuò)的連接它同樣不能夠阻止所述電壓上升，由此可能發(fā)生上述的用電器的故障。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提出上面描述的那種開關(guān)調(diào)節(jié)器，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器可靠地阻止具有不可預(yù)見的對(duì)連接于其上的用電器的作用的開關(guān)調(diào)節(jié)器的故障。
該任務(wù)用一種具有權(quán)利要求1的特征的開關(guān)調(diào)節(jié)器來解決。有利的擴(kuò)展由從屬權(quán)利要求中得出。
根據(jù)本發(fā)明，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器具有監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)裝置取決于處在第一端子上的電壓信號(hào)將超過參考電壓的電壓信號(hào)作為新的調(diào)節(jié)量施加到驅(qū)動(dòng)電路上。換言之，這意味著，所述監(jiān)測(cè)電路能夠在繞過內(nèi)部分壓器的情況下將被改變的調(diào)節(jié)信號(hào)施加到所述驅(qū)動(dòng)電路上，所述被改變的調(diào)節(jié)信號(hào)由于其電壓值直接地導(dǎo)致所述調(diào)節(jié)器斷開。由此雖然不再保證連接在所述開關(guān)調(diào)節(jié)器上的用電器的功能。不再可供使用的功能被用信號(hào)通知用電器。然而卻可靠地防止該用電器的不受控制的性能，例如意外地觸發(fā)氣囊。
所希望的功能可以特別簡單地通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即向所述驅(qū)動(dòng)電路直接輸送處在所述調(diào)節(jié)器輸出端上的電壓信號(hào)作為新的調(diào)節(jié)量。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展，設(shè)置可控制的切換裝置，所述切換裝置被設(shè)置用于可以選擇性地向驅(qū)動(dòng)電路輸送內(nèi)部分壓器的輸出信號(hào)或者輸送處在所述電路裝置的第二端子上的信號(hào)。根據(jù)該優(yōu)選的擴(kuò)展，所述第二端子直接與調(diào)節(jié)器輸出端相連接，以便在第一端子處出現(xiàn)中斷的情況下可以向所述驅(qū)動(dòng)器電路輸送處在調(diào)節(jié)器輸出端上的信號(hào)。
在另一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展中，所述監(jiān)測(cè)裝置具有比較裝置，可以向所述比較裝置輸送處在第一和第二端子上的電壓作為輸入量。所述監(jiān)測(cè)裝置在最簡單的情況下可以是比較器電路。
此外，有利的是，所述比較裝置的輸出信號(hào)被用作切換裝置的控制信號(hào)。由此在第一端子處的電壓中斷的情況下引起自動(dòng)的切換。
此外優(yōu)選的是，所述切換裝置可以通過與處在調(diào)節(jié)器輸出端上的信號(hào)無關(guān)的控制信號(hào)來控制，從而可以向所述驅(qū)動(dòng)電路輸送處在所述電路裝置的第二端子上的信號(hào)。這使得能夠按有利的方式將外部的分壓器加載到根據(jù)本發(fā)明的電路裝置，以便能夠鑒于在調(diào)節(jié)器輸出端上要設(shè)定的額定電壓靈活地對(duì)要求作出反應(yīng)。
在此優(yōu)選的是，所述監(jiān)測(cè)電路具有邏輯門，所述邏輯門把由比較裝置提供的輸出信號(hào)與控制信號(hào)相互關(guān)聯(lián)。
在另一個(gè)有利的擴(kuò)展中，所述驅(qū)動(dòng)電路具有用于控制下向轉(zhuǎn)換器的運(yùn)算放大器電路和輸出驅(qū)動(dòng)器，其中在其節(jié)點(diǎn)與所述第一端子之間接有電壓監(jiān)測(cè)電路。
下面根據(jù)附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明以及其優(yōu)點(diǎn)。
圖1示出由現(xiàn)有技術(shù)公知并且在開始處已經(jīng)說明了的開關(guān)調(diào)節(jié)器，以及圖2示出一種根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的開關(guān)調(diào)節(jié)器。
在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
圖2示出相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)修改了的、根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)調(diào)節(jié)器1的電路裝置30。所述開關(guān)調(diào)節(jié)器1并且尤其是電路裝置30的功能和結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于與圖1相關(guān)聯(lián)地說明的現(xiàn)有技術(shù)的布置。因此，在此處不對(duì)所述功能方式作再次的詳細(xì)說明和解釋。
除了在所屬種類的電路裝置中現(xiàn)有的部件，根據(jù)本發(fā)明的電路裝置30具有監(jiān)測(cè)裝置50。所述監(jiān)測(cè)裝置以其輸出端54與切換裝置47相連接。監(jiān)測(cè)裝置50具有兩個(gè)輸出端52、53，其中輸入端52與第一端子V相連接，而第二個(gè)輸入端53與第二端子FB相連接。第二端子FB具有與開關(guān)調(diào)節(jié)器1的輸出端2的直接連接。在圖1中的現(xiàn)有技術(shù)電路裝置中也有的、繼續(xù)存在的端子SEL在本發(fā)明中與監(jiān)測(cè)裝置50相連接。
監(jiān)測(cè)裝置50有比較裝置51，向所述比較裝置輸送處在輸入端52、53上的信號(hào)。比較裝置51在最簡單的情況下是比較器電路。在此，可以采用窗口比較器或者具有串聯(lián)連接的MOS-二極管的鏡像電流源(Stromspiegel)。比較裝置51的任務(wù)是檢驗(yàn)在第一端子FB上是否施加有比在第一端子V上的電壓更高的電壓。在檢測(cè)到這種情況時(shí)表明經(jīng)過第一端子V的調(diào)節(jié)回路中斷。第一調(diào)節(jié)回路通過內(nèi)部分壓器40來形成，處在調(diào)節(jié)器輸出端2上的電壓被施加到所述內(nèi)部分壓器40上。
切換裝置47的開關(guān)45在正常運(yùn)行時(shí)是關(guān)閉的，從而所述調(diào)節(jié)回路通過內(nèi)部分壓器形成。在第一輸入端V上電壓中斷的檢測(cè)導(dǎo)致比較裝置51的輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)被輸送給或門55。所述或門55在輸出側(cè)(輸出端58)與監(jiān)測(cè)裝置的輸出端54相連接。處在輸出端54上的信號(hào)導(dǎo)致，切換裝置47引起從中斷了的內(nèi)部調(diào)節(jié)回路(經(jīng)第一端子V)向另一個(gè)調(diào)節(jié)回路的切換，后者經(jīng)第二端子FB進(jìn)行。換言之，切換裝置47的開關(guān)44閉合，而切換裝置47的開關(guān)45斷開。由此可以把處在第二端子FB上的、調(diào)節(jié)器輸出端2的電壓信號(hào)作為新的調(diào)節(jié)量直接向運(yùn)算放大器35的輸入端38輸送。由此可以防止失控地調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器電路35并且因此防止在調(diào)節(jié)器輸出端2上的連續(xù)電壓上升，其中，將限定的輸入信號(hào)、也就是調(diào)節(jié)器輸出端2上的電壓施加到運(yùn)算放大器35的輸入端38。因?yàn)樵撾妷盒盘?hào)大于向運(yùn)算放大器電路35輸送的參考電壓Vref，所以引起開關(guān)調(diào)節(jié)器的直接關(guān)斷。
此外，還可以按圖1中所示的方式用外部的分壓器驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的電路裝置30。所述外部分壓器的接線按圖1中所示的方式實(shí)現(xiàn)，使得其中間抽頭與所述第二端子相連接。通過把控制信號(hào)施加到端子SEL上促使所述切換裝置47，通過斷開開關(guān)45來去激活經(jīng)過內(nèi)部分壓器40的內(nèi)部調(diào)節(jié)回路，并且通過閉合開關(guān)44來激活具有外部分壓器的外部調(diào)節(jié)回路。
因此，第二端子FB被用于連接冗余的反饋信號(hào)，其中通過比較在第一端子V上的電壓和在第二端子FB上的電壓創(chuàng)建一個(gè)準(zhǔn)則，所述準(zhǔn)則確定內(nèi)部調(diào)節(jié)回路的中斷，通常為在ASIC與電路板連接處引腳的脫落(Pinabriss)。在檢測(cè)到這樣一種引腳脫落的情況下向運(yùn)算放大器電路輸送調(diào)節(jié)器輸出端的電壓，從而較高的電壓處在其上并且調(diào)節(jié)器本身關(guān)斷。這可以通過控制燈向使用者發(fā)出信號(hào)。
在使用外部分壓器或者所述冗余的調(diào)節(jié)回路的情況下，第一端子V上的引腳脫落不產(chǎn)生問題，因?yàn)閷⑻幵诘诙俗覨B上的電壓供給運(yùn)算放大器電路，由此能夠進(jìn)行正確的調(diào)節(jié)。
用在監(jiān)測(cè)裝置中的比較器電路例如可以通過二極管-閾值被構(gòu)造為傳感器。
權(quán)利要求
1.構(gòu)造為固定電壓調(diào)節(jié)器的開關(guān)調(diào)節(jié)器(1)，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器(1)帶有分壓器(40)，通過第一端子(V)可以向所述分壓器(40)輸送處在調(diào)節(jié)器輸出端(2)上的電壓信號(hào)，以便向驅(qū)動(dòng)電路(35、31)輸送分壓器(40)的輸出信號(hào)作為調(diào)節(jié)量，所述調(diào)節(jié)量用參考電壓(Vref)來評(píng)估，其特征在于，電路裝置(30)具有監(jiān)測(cè)裝置(50)，所述監(jiān)測(cè)裝置(50)依賴于處在第一端子(V)上的電壓信號(hào)將超過參考電壓(Vref)的電壓信號(hào)施加到驅(qū)動(dòng)電路(35、31)上作為新的調(diào)節(jié)量。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，向所述驅(qū)動(dòng)電路(35、31)直接輸送處在所述調(diào)節(jié)器輸出端(2)上的電壓信號(hào)作為新的調(diào)節(jié)量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，設(shè)置可控制的切換裝置(47)，所述切換裝置(47)被設(shè)置用于可以選擇性地向驅(qū)動(dòng)電路(35、31)輸送分壓器(40)的輸出信號(hào)或者處在所述電路裝置(30)的第二端子(FB)上的信號(hào)。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，在所述第二端子(FB)上有處在調(diào)節(jié)器輸出端(2)上的信號(hào)。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)裝置(50)具有比較裝置(51)，可以向所述比較裝置(51)輸送處在第一和第二端子(V、FB)上的電壓作為輸入量。
6.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述比較裝置(51)的輸出信號(hào)被用作切換裝置(47)的控制信號(hào)。
7.如上述權(quán)利要求之一所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述切換裝置(47)可以通過與處在調(diào)節(jié)器輸出端(2)上的信號(hào)無關(guān)的控制信號(hào)來控制，使得可以向所述驅(qū)動(dòng)電路(35、31)輸送處在所述電路裝置(30)的第二端子(FB)上的信號(hào)。
8.如上述權(quán)利要求之一所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)電路(50)具有邏輯門，所述邏輯門把由比較裝置提供的輸出信號(hào)與控制信號(hào)相互關(guān)聯(lián)。
9.如上述權(quán)利要求之一所述的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路具有運(yùn)算放大器電路(35)和輸出驅(qū)動(dòng)器(31)用于控制下向轉(zhuǎn)換器，其中在其節(jié)點(diǎn)與所述第一端子(V)之間接有電壓監(jiān)測(cè)電路。
全文摘要
說明了一種構(gòu)造為固定電壓調(diào)節(jié)器的開關(guān)調(diào)節(jié)器(1)，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器帶有分壓器(40)，通過第一端子(V)可以向所述分壓器輸送處在調(diào)節(jié)器輸出端(2)上的電壓信號(hào)，以向驅(qū)動(dòng)電路(35、31)輸送作為調(diào)節(jié)量的分壓器(40)的輸出信號(hào)，所述調(diào)節(jié)量用參考電壓(Vref)來評(píng)估。在此，電路裝置(30)具有監(jiān)測(cè)裝置(50)，所述監(jiān)測(cè)裝置取決于處在第一端子(V)上的電壓信號(hào)將超過參考電壓(Vref)的電壓信號(hào)作為新的調(diào)節(jié)量施加到驅(qū)動(dòng)電路(35、31)上。
文檔編號(hào)H02M1/00GK1973422SQ200580021113
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者H·奧爾洛吉, R·韋伯 申請(qǐng)人:西門子公司