專利名稱：用于產(chǎn)生電流脈沖的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生電流脈沖的裝置以及相應(yīng)的方法，它們例如可以與超聲 波換能器一起使用。
背景技術(shù)：
DE 102006041531 Al描述了一種用于流量傳感器的傳感器電路，該流量傳感器具 有與超聲波換能器并聯(lián)的終端阻抗并且配有信號發(fā)生器，該信號發(fā)生器被構(gòu)造為電源。該 電路布置尤其適合于內(nèi)燃機(jī)中空氣質(zhì)量傳感器的運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
面對此背景技術(shù)，通過本發(fā)明提出了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的用于產(chǎn)生電流脈沖的裝 置和用于產(chǎn)生電流脈沖的方法。有利的構(gòu)造方案由各個(gè)從屬權(quán)利要求和下面的說明得出。本發(fā)明的核心是具有最小化的供電要求的電流脈沖發(fā)生器。這能夠?qū)?yīng)用可能性 擴(kuò)展到具有小功率供電的領(lǐng)域，即電路的電流消耗低并且容忍供電電壓的波動(dòng)。根據(jù)本發(fā) 明也給出了一種可簡單調(diào)節(jié)的脈沖形狀，例如用于優(yōu)化EMV特性(電磁相容性)。根據(jù)本發(fā)明的電路代表高歐姆的電源，該電源例如可以給超聲波換能器提供發(fā)射 脈沖。在此，典型地僅需要一個(gè)短的發(fā)射脈沖。例如該脈沖可以是持續(xù)時(shí)間為10 μ m的發(fā) 射脈沖，該發(fā)射脈沖以相對漫長的周期重復(fù)，例如在Ims之后重復(fù)。也就是說，該電源僅在 約的時(shí)間期間被有效使用。根據(jù)本發(fā)明將鏡電路(Spiegelschaltimg)用作電源。鏡電路具有靜電流消耗，該 靜電流消耗可能位于發(fā)射電流的10%的量級中。結(jié)果，在發(fā)射間隔期間消耗的功率是用于 發(fā)射過程本身的功率的10倍。因此，根據(jù)本發(fā)明展示了這樣一種可能性，以低的電路技術(shù) 上的耗費(fèi)幾乎將靜電流消耗降為零。僅剩下泄漏電流。該優(yōu)點(diǎn)可以與以下結(jié)合，即發(fā)射電流自動(dòng)地適配于供使用的供電電壓。背景是為 了不喪失電源的高輸出電阻，電源不允許陷入飽和之中。然而這剛好發(fā)生在供電電壓下降 電流保持不變的情況下，即在負(fù)載保持不變時(shí)輸出端的電壓也保持不變。在這種情況下，在 電源上下降的電壓Udrap = Uin-U^t始終繼續(xù)下降，直到出現(xiàn)飽和。因此，根據(jù)本發(fā)明在供電 電壓下降時(shí)減小輸出電流，使得ULast也下降并且可供使用的電壓差Udrop保持得足夠大。因 此，該電路可以始終以優(yōu)化的效率運(yùn)行，并且可以省去對供電電壓的費(fèi)勁調(diào)節(jié)。此外，視希望盡可能矩形走向的輸出電流還是希望緩慢的具有相應(yīng)更小的EMI輻 射的開關(guān)特性而定，通過選擇合適的電容量可調(diào)節(jié)脈沖形狀。本發(fā)明提供了一種用于產(chǎn)生電流脈沖的裝置，包括以下特征第一供電連接端和 第二供電連接端，用于在所述第一和第二供電連接端之間提供供電電壓；第一開關(guān)，所述第 一開關(guān)設(shè)置在所述第一和第二供電連接端之間的控制電路分支中，并且被構(gòu)造用于根據(jù)接 通信號來通斷經(jīng)過所述控制電路分支的控制電流；和具有控制晶體管和信號晶體管的電流 鏡，其中，所述控制晶體管和所述信號晶體管分別具有第一連接端、第二連接端和控制連接端，所述控制晶體管與所述第一開關(guān)串聯(lián)地設(shè)置在所述控制電路分支中，并且所述信號晶 體管被構(gòu)造用于根據(jù)經(jīng)過所述控制晶體管的控制電流來提供電流脈沖。該裝置可以是一種具有多個(gè)電構(gòu)件的電路。該裝置可以實(shí)現(xiàn)高歐姆的電源，該電 源例如能夠?yàn)槌暡〒Q能器或一個(gè)或多個(gè)其它的負(fù)載提供發(fā)射脈沖。該裝置可以具有用于 在負(fù)載上提供電流脈沖的合適連接端或者該負(fù)載可以是該裝置的一部分。該第一供電連接 端可以是用于提供運(yùn)行電壓的連接端并且第二供電連接端可以是接地連接端。電流鏡可以 是晶體管電路，借助該晶體管電路可以復(fù)制并且可以乘以可選因子地通過信號晶體管提供 流過控制晶體管的電流。因此，電流鏡指的是電流受控的電源。電流鏡的這些晶體管的第一 連接端可以與第一供電連接端連接。該裝置的第一開關(guān)和另外的開關(guān)可以構(gòu)造為晶體管。 根據(jù)接通信號具有何種值或信號電平，第一開關(guān)可以中斷或?qū)刂齐娏?。?dāng)?shù)谝婚_關(guān)中 斷該電流時(shí)，信號電平不提供電流脈沖。同時(shí)，鋪設(shè)的整個(gè)電路的靜電流消耗在忽略泄漏電 流的情況下被降至零。該接通信號和另外的控制信號可以由相應(yīng)的控制裝置提供。根據(jù)一種實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以具有用于提供接通信號的連接端。第 一開關(guān)的控制連接端可以與用于提供接通信號的連接端連接，所述第一開關(guān)的第二連接端 可以與所述第二供電連接端連接，所述控制晶體管的控制連接端可以與所述信號晶體管的 控制連接端連接，所述控制晶體管的第一連接端以及所述信號晶體管的第一連接端可以與 所述第一供電連接端連接，并且所述控制晶體管的第二連接端可以與所述第一開關(guān)的第一 連接端連接，使得能夠根據(jù)第一接通信號在所述信號晶體管的第二連接端上提供電流脈 沖。因此，第一開關(guān)可以設(shè)置在信號晶體管與第二供電連接端之間。所述信號晶體管的第一連接端可以通過第一電阻與所述供電連接端連接并且所 述控制晶體管的第一連接端可以通過第二電阻與所述供電連接端連接。這能夠?qū)崿F(xiàn)對經(jīng)過 電流鏡的電流的適配。根據(jù)本發(fā)明的裝置可以包括第二開關(guān)、第三電阻、第四電阻和第五電阻。在此，所 述控制晶體管的第二連接端與所述第二開關(guān)的第一連接端連接，所述第二開關(guān)的第二連接 端通過所述第四電阻與所述第一開關(guān)的第一連接端連接，所述第二開關(guān)的控制連接端通過 所述第三電阻與所述第一供電連接端連接并且通過所述第五電阻與所述第一開關(guān)的第一 連接端連接。借助這些電阻能夠使控制電流的大小并且由此使電流脈沖的大小適配于供電 電壓。在此，這些電阻中的至少一個(gè)具有非線性的特征曲線。以該方式能夠在控制電流 與供電電壓之間實(shí)現(xiàn)非線性的關(guān)系?？蛇x地，控制晶體管的第二連接端也可以通過一個(gè)電阻與第一開關(guān)的第一連接端 連接，其中，在該變型中也可以使用具有非線性特征曲線的電阻，以便在控制電流與供電電 壓之間實(shí)現(xiàn)非線性的關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明，電流脈沖的電流值可以近似地與所述供電電壓成比例。比例系數(shù)可 以在忽略泄漏影響的情況下通過電阻的選擇來調(diào)節(jié)。所述電流脈沖的電流值可以取決于所述供電電壓。在此，電流脈沖的電流值可以 相對于供電電壓是線性的或者說近似線性的。但是，電流脈沖的電流值也可以不與供電電 壓成比例。因此，電流脈沖可以是輸入電壓或者供電電壓的函數(shù)。根據(jù)一種實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以具有電容器，該電容器連接在所述第一供電連接端與所述控制晶體管的控制連接端之間。通過適當(dāng)?shù)剡x擇該電容器的電容值可 以以簡單的方式調(diào)節(jié)所述電流脈沖的邊側(cè)陡度。根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括至少一個(gè)柵地-陰地電路(Kaskodenschaltung)，所述 柵地-陰地電路與所述信號晶體管的第二連接端耦接并且被構(gòu)造用于根據(jù)至少一個(gè)第一 控制信號在負(fù)載上提供電流脈沖。例如，多個(gè)柵地-陰地電路可以并聯(lián)地連接在信號晶體 管的兩個(gè)連接端與第二供電連接端之間，其中，每個(gè)柵地-陰地電路可以用于運(yùn)行負(fù)載。每 個(gè)柵地-陰地電路可以具有一個(gè)晶體管，該晶體管可以通過控制信號來通斷。例如該裝置可以具有至少一個(gè)第一柵地-陰地電路和至少一個(gè)第二柵地-陰地電 路。在此，所述第一柵地-陰地電路可以被構(gòu)造用于根據(jù)至少一個(gè)第一控制信號在負(fù)載的 第一連接端上提供電流脈沖。所述第二柵地-陰地電路可以被構(gòu)造用于根據(jù)至少一個(gè)第二 控制信號在該負(fù)載的第二連接端上提供電流脈沖。因此，負(fù)載可以借助兩個(gè)柵地-陰地電 路控制。因此，負(fù)載可以雙極地控制，由此提高了可在負(fù)載上提供的功率并且避免了直流分 量。在此，所述至少一個(gè)柵地-陰地電路具有柵地-陰地開關(guān)和第三開關(guān)，其中，所述 第三開關(guān)的控制連接端可以與用于提供控制信號的控制連接端連接，所述第三開關(guān)的第一 連接端可以與所述第一供電連接端及所述柵地-陰地開關(guān)的控制連接端連接，并且所述第 三開關(guān)的第二連接端可以與所述第二供電連接端連接。所述柵地-陰地開關(guān)的第一連接端 可以與所述信號晶體管的第二連接端連接并且所述電流脈沖能夠在所述柵地-陰地開關(guān) 的第二連接端上被提供。因此，每個(gè)柵地-陰地電路可以通過自己的控制信號被激活或者 去激活。變換地，也可以使用一個(gè)控制信號來控制多個(gè)柵地-陰地電路。在此，該裝置具有一個(gè)第一柵地-陰地電路和一個(gè)第二柵地-陰地電路，其中，所 述第一柵地-陰地電路的柵地-陰地開關(guān)的第二連接端可以通過第四開關(guān)與所述第二供電 連接端連接，并且所述第二柵地-陰地電路的柵地-陰地開關(guān)的第二連接端可以通過第五 開關(guān)與所述第二供電連接端連接，使得所述電流脈沖能夠被所述第一柵地-陰地電路的柵 地-陰地開關(guān)的第二連接端或者被所述第二柵地-陰地電路的柵地-陰地開關(guān)的第二連接 端提供。因此實(shí)現(xiàn)了橋式電路，其中負(fù)載被設(shè)置在橋式分支中。該裝置還包括至少一個(gè)負(fù)載，所述負(fù)載連接在所述信號晶體管的第二連接端與所 述第二供電連接端之間，以便以所述電流脈沖運(yùn)行。例如該負(fù)載可以是超聲波換能器。因 此，電流脈沖可以適合用于控制超聲波換能器。變換地，電流脈沖可以在其大小、邊側(cè)陡度 以及脈沖持續(xù)時(shí)間上與其它有待運(yùn)行的負(fù)載適配。本發(fā)明還提供了一種產(chǎn)生電流脈沖的方法，該方法包括以下步驟在第一供電連 接端與第二供電連接端之間提供供電電壓；在第一開關(guān)上提供第一接通信號，該第一開關(guān) 被構(gòu)造用于根據(jù)所述接通信號通過電流鏡的控制晶體管來通斷所述第一供電連接端與所 述第二供電連接端之間的控制電流，以便由此通過所述電流鏡的信號晶體管產(chǎn)生電流脈 沖。在一個(gè)另外的步驟中可以將至少一個(gè)控制信號施加到至少一個(gè)柵地-陰地電路上，所 述柵地-陰地電路可以與所述信號晶體管的第二連接端耦接。本發(fā)明還提供了 一種控制裝置，該控制裝置被構(gòu)造用于執(zhí)行或者實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明 的方法的步驟。通過控制裝置形式的本發(fā)明實(shí)施變型也可以快速且有效地解決基于本發(fā)明 的任務(wù)。


下面借助附圖例如詳細(xì)地闡述本發(fā)明。其示出圖1根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝置的電路圖；圖加根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的裝置的電路圖；圖2b根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的裝置的電路圖；圖3根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下說明中，對于在各幅圖中所示的且其相似作用的元 件使用相同或相似的附圖標(biāo)記，其中，省去了對這些元件的重復(fù)說明。連接可以表示能導(dǎo)電 的連接，其中，其可以是兩個(gè)連接點(diǎn)之間的直接連接。變換地，可以在兩個(gè)連接點(diǎn)之間設(shè)置 其它元件、例如電阻，并且該連接可以延伸經(jīng)過其它元件。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、用于產(chǎn)生電流脈沖的裝置。示出了根據(jù)本 發(fā)明的電子裝置的相應(yīng)的電路圖。該裝置具有第一供電連接端101、第二供電連接端103以及用于提供接通信號的 連接端105和用于提供控制信號的連接端107、109。在第一供電連接端101上可以提供用 于裝置的電壓供電的供電電壓Uin。第二供電連接端103可以是接地連接端GND。在連接端 105上可以提供接通信號“使能(Enable) ”、在連接端107上可以將控制信號“II”并且在連 接端109上可以將控制信號“12”提供給該電路。根據(jù)有待由這些信號提供的邏輯值可以 在連接端105、107、109上提供第一電壓值或第二電壓值或者說第一或第二電流值，它們分 別適合用于通斷相應(yīng)的開關(guān)或晶體管。借助該裝置可以控制負(fù)載，根據(jù)該實(shí)施例可以控制第一負(fù)載111和第二負(fù)載113。 負(fù)載111、113可以是超聲波換能器。此外，該裝置具有包括控制晶體管121和信號晶體管123的電流鏡。經(jīng)過控制晶 體管121的控制電流可以通過一個(gè)開關(guān)、根據(jù)該實(shí)施例通過晶體管125接通或者關(guān)斷。此 外，晶體管125與連接端105連接，使得控制電流可以通過接通信號被通斷。該裝置具有多個(gè)電阻131、133、135、137、139、141和一個(gè)另外的晶體管143?？刂?晶體管121通過電阻133與第一供電連接端101連接并且信號晶體管123通過電阻131與 第一供電連接端101連接。控制晶體管121通過晶體管143、電阻137和晶體管125與第二 供電連接端103連接。晶體管125通過電阻139、135與第一供電連接端101連接。晶體管 121的一個(gè)連接端通過電阻141與連接端105連接。晶體管143的一個(gè)連接端與電阻135、 139連接?？刂凭w管121的控制連接端和信號晶體管123的控制連接端相互連接。另外， 該控制晶體管121的一個(gè)另外的連接端不僅與控制晶體管121的控制連接端而且與信號晶 體管123的控制連接端連接。根據(jù)該實(shí)施例，控制晶體管121的發(fā)射極與電阻133連接并且信號晶體管123的 發(fā)射極與電阻131連接?？刂凭w管121的基極與信號晶體管123的基極連接?？刂凭w 管121的集電極與晶體管143的集電極連接。晶體管143的發(fā)射極與電阻137的第一連接 端連接。電阻137的第二連接端與晶體管125的集電極連接。晶體管125的發(fā)射極與第二供電連接端103連接。晶體管125的基極與電阻141連接。晶體管125的集電極與電阻 139的第一連接端連接。電阻139的第二連接端與晶體管143的基極連接并且與電阻135 的第一連接端連接。電阻135的第二連接端與第一供電連接端101連接。根據(jù)該實(shí)施例，在第一供電連接端101與控制晶體管121的基極以及信號晶體管 123的基極之間連接一個(gè)電容器145。因此，電容器145的第一連接端與第一供電連接端 101連接并且電容器145的第二連接端與晶體管121的基極及晶體管123的基極連接。信號晶體管123的集電極被構(gòu)造為提供用于運(yùn)行負(fù)載111、113的電流。由于電流 鏡的特性，由信號晶體管123的集電極提供的電流對應(yīng)于流過控制晶體管121并且被乘以 可通過電阻131和133選擇的因子的電流。這些負(fù)載111、113的第一連接端分別與信號晶 體管123的集電極連接。這些負(fù)載111、113的第二連接端與第二供電連接端103連接。根據(jù)該實(shí)施例，負(fù)載111、113分別借助一個(gè)柵地-陰地電路控制。分配給負(fù)載111 的柵地-陰地電路通過晶體管151與信號晶體管123的集電極連接。該柵地-陰地電路還 可以具有一個(gè)晶體管153、一個(gè)齊納二極管155和電阻157、158。電阻159與負(fù)載111并 聯(lián)。通過晶體管151可以中斷或釋放信號晶體管123的集電極與負(fù)載111之間的電流。根 據(jù)該實(shí)施例，晶體管151的發(fā)射極與信號晶體管123的集電極連接并且晶體管151的集電 極與負(fù)載111的第一連接端連接。晶體管151的基極與晶體管153的集電極連接并且與電 阻157的第一連接端及齊納二極管155的陽極連接。齊納二極管155的陰極和電阻157的 第二連接端與第一供電連接端101連接。晶體管153的發(fā)射極通過電阻158與第二供電連 接端103連接。晶體管153的基極與第一控制連接端107連接。由此可以通過一個(gè)在第一 控制連接端107上提供的控制信號調(diào)節(jié)晶體管151的基極上的電勢。因此，可以通過第一 控制連接端107控制通向負(fù)載111的電流。第二負(fù)載113可以通過一個(gè)另外的柵地-陰地電路控制，該另外的柵地-陰地電 路可以相應(yīng)于用于控制第一負(fù)載111的柵地-陰地電路。因此，該另外的柵地-陰地電路 可以以相應(yīng)的方式具有晶體管161、163、齊納二極管165以及電阻167、169。與晶體管153 相應(yīng)的晶體管163的發(fā)射極可以通過電阻158與第二供電連接端103連接。晶體管163的 基極可以與第二控制連接端109連接。因此，可以通過第二控制信號控制通向負(fù)載113的 電流，該控制信號在第二控制連接端109上被提供。因此，圖1示出本發(fā)明的電路圖。以下根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例說明根據(jù)本發(fā)明 的電路的基本的功能描述。供電電壓連接在連接端IOlUin和接地103 (GND)之間。如果使能輸入端105位于接地電勢(“低”)，則阻鎖晶體管125。然后該晶體管集 電極上的電壓上升到Uin。所有其它的晶體管143、121、123、151、163同樣阻鎖，并且整個(gè)電 路的靜電流實(shí)際為零。連接端107、109上的輸入信號Il和12同樣應(yīng)該是低的，即位于接 地電勢。如果在使能輸入端105上施加足夠的正電壓，例如1. 8V邏輯電平或者更高，則晶 體管125接通。然后電流也流過晶體管143并且具有晶體管121、123的電流鏡被激活。一 旦也在連接端10711上或者在連接端10912上施加高電勢，即例如1. 8V邏輯電平或者更高 的邏輯電平，則與之連接的晶體管153、163被接通并且由此也接通柵地-陰地晶體管151 或者161。相應(yīng)的負(fù)載111、113然后與并聯(lián)的阻尼電阻159、169 —起接收到有電流鏡確定的電流。只要柵地-陰地(電路)和電流鏡不陷入飽和，則該電流簡化地通過下式確定ILast = (Uin · R139/(R135+R139)/R137) · R133/R131.在此，晶體管121、123、125、143、151、161的基極-發(fā)射極電壓和基極電流被忽略。 R139對應(yīng)于電阻139的電阻值，R135對應(yīng)于電阻135的電阻值，R137對應(yīng)于電阻137的電 阻值，R133對應(yīng)于電阻133的電阻值并且R131對應(yīng)于電阻131的電阻值?？梢姡?fù)載電流^ast近似與供電電壓Uin成比例，以阻止電源的飽和。通過將非 線性阻抗用于電阻131、133、135、137、139中的至少一個(gè)，可以按希望地適配該電流跟蹤 (Stromnachfiihrung)。電容器145選得越大，也就是說電容器145的電容值越大，則由在連接端107、109 上提供的控制信號Il和12觸發(fā)的邊側(cè)變化得越慢，即EMI輻射越小。在電容器145的電 容量與常見的構(gòu)件選擇有關(guān)地被確定時(shí)，該電流幾乎矩形地延伸變化。視應(yīng)當(dāng)控制多少負(fù)載111、113而定，在電流鏡上可以連接任意多的柵地-陰地電路。圖加示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施例，其中，通過兩個(gè)柵地-陰地電路與兩 個(gè)附加的晶體管271、273的組合能夠以H橋的形式雙極地控制負(fù)載觀1。由此在供電電壓 不變的情況下使輸出功率加倍并且阻止了直流電壓分量。在圖加中示出的電路與在圖1中示出的電路的區(qū)別在于，設(shè)置晶體管271、273來 替代負(fù)載111、113，并且負(fù)載觀1與并聯(lián)的電阻283 —起作為電橋連接在晶體管151、161、 271、273之間。通過兩個(gè)另外的連接端207、209可以接收兩個(gè)另外的控制信號。因此，可以 通過連接端107在晶體管153的控制輸入端上提供控制信號II，通過連接端207在晶體管 271的控制輸入端上提供控制信號12，通過連接端209在晶體管273的控制輸入端上提供 控制信號13并且通過連接端109在晶體管163的控制輸入端上提供控制信號14。根據(jù)該實(shí)施例，晶體管151的集電極與晶體管271的集電極連接。晶體管271的 發(fā)射極與第二供電連接端103連接。晶體管271的基極與連接端207連接。與此相應(yīng)地， 晶體管161的集電極與晶體管273的集電極連接。晶體管273的發(fā)射極與第二供電連接端 103連接。晶體管273的基極與連接端209連接。晶體管151的集電極和晶體管271的集 電極與負(fù)載181的第一連接端連接并且與電阻觀3的第一連接端連接。與此相應(yīng)地，晶體 管161的集電極和晶體管273的集電極與負(fù)載觀1的第二連接端并且與電阻觀3的第二連 接端連接。該實(shí)施例以H橋式電路形式提供了負(fù)載的連接可能性。根據(jù)在連接端107、 109,207,209上提供的電壓電勢，由電流鏡提供的電流可以或者通過晶體管151、負(fù)載281 和晶體管273流向接點(diǎn)連接端103或者通過晶體管161、負(fù)載281和晶體管271流向接地連 接端103。因此，負(fù)載281可以分別以相反的方向被流過。根據(jù)本發(fā)明的電路可以借助離散的現(xiàn)實(shí)化來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)超聲波換能器或者其它負(fù)載 應(yīng)當(dāng)高歐姆地被供給脈沖電流時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的附件(Ansatz)適合于在超聲波流量測量 中使用，但是也可以在其它領(lǐng)域中使用。圖2b示出在圖1中所示的電路的一種變型或者簡化結(jié)構(gòu)。在此省去了電阻135、 和139以及晶體管143，并且電阻137以其第一連接端與控制晶體管121的集電極連接。因此，流過晶體管121的電流和由此用于運(yùn)行負(fù)載111、113的電流也并沒有如在根據(jù)圖1的 電路中那樣高歐姆地預(yù)設(shè)定。然而與之相對的是電路的簡單結(jié)構(gòu)。該電路變型可以同樣地 與圖加組合。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、用于產(chǎn)生電流脈沖的方法的流程圖。該方 法可以例如與在圖1、加和2b中所示的電路一起使用。在步驟301中在電路上提供供電電壓。在步驟303中在第一開關(guān)上提供第一接通 信號。借助該接通信號可以通斷電流鏡的控制電流或者基準(zhǔn)電流。以該方式可以與接通信 號相關(guān)地由電流鏡提供一個(gè)對應(yīng)于控制電流的信號電流。該信號電流可以用于運(yùn)行負(fù)載， 例如超聲波換能器。例如可以對于第一時(shí)間間隔(信號電流應(yīng)當(dāng)在該第一時(shí)間間隔中流 動(dòng))以第一信號電平提供接通信號。對于第二時(shí)間間隔(信號電流在該第二時(shí)間間隔中不 應(yīng)流動(dòng))可以以第二信號電平提供接通信號。接著可以重新以第一信號電平提供接通信 號。在一個(gè)另外的步驟305中可以施加在前述圖中示出的信號107、109、207、209。信 號107、109、207、209可以如接通信號一樣也是間歇性的。所描述的且在圖中示出的這些實(shí)施例僅被示范性地選出。不同的實(shí)施例可以完全 地或者在單個(gè)特征方面相互組合。一個(gè)實(shí)施例也可以通過另一個(gè)實(shí)施例的特征補(bǔ)充。另外， 根據(jù)本發(fā)明的方法步驟可以重復(fù)以及以與所述順序不同的順序執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.用于產(chǎn)生電流脈沖的裝置，包括以下特征第一供電連接端(101)和第二供電連接端(103)，用于在所述第一和第二供電連接端 之間提供供電電壓；第一開關(guān)(125)，所述第一開關(guān)設(shè)置在所述第一和第二供電連接端之間的控制電路分 支中，并且被構(gòu)造用于根據(jù)接通信號(105)來通斷經(jīng)過所述控制電路分支的控制電流；和具有控制晶體管(121)和信號晶體管(12 的電流鏡，其中，所述控制晶體管和所述信 號晶體管分別具有第一連接端、第二連接端和控制連接端，所述控制晶體管與所述第一開 關(guān)串聯(lián)地設(shè)置在所述控制電路分支中，所述信號晶體管被構(gòu)造用于根據(jù)經(jīng)過所述控制晶體 管的控制電流來提供電流脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，包括用于提供接通信號的連接端(105)，其中，所述 第一開關(guān)(12 的控制連接端與用于提供接通信號的連接端連接，所述第一開關(guān)的第二連 接端與所述第二供電連接端連接，所述控制晶體管(121)的控制連接端與所述信號晶體管 (123)的控制連接端連接，所述控制晶體管的第一連接端以及所述信號晶體管的第一連接 端與所述第一供電連接端連接，所述控制晶體管的第二連接端與所述控制晶體管的及所述 信號晶體管的控制連接端連接以及與所述第一開關(guān)的第一連接端連接，使得能夠根據(jù)所述 第一接通信號在所述信號晶體管的第二連接端上提供電流脈沖。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述信號晶體管(12 的第一連接 端通過第一電阻(131)與所述供電連接端(101)連接并且所述控制晶體管(121)的第一連 接端通過第二電阻(13 與所述供電連接端(101)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2至3中任一項(xiàng)所述的裝置，包括第二開關(guān)(143)、第三電阻(135)、 第四電阻(137)和第五電阻(139)，其中，所述控制晶體管(121)的第二連接端與所述第 二開關(guān)的第一連接端連接，所述第二開關(guān)的第二連接端通過所述第四電阻與所述第一開關(guān) (125)的第一連接端連接，所述第二開關(guān)的控制連接端通過所述第三電阻與所述第一供電 連接端連接并且通過所述第五電阻與所述第一開關(guān)的第一連接端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝置，其中，這些電阻(131，133，135，137，139)中的至少 一個(gè)具有非線性的特征曲線。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述電流脈沖的電流值近似地與所 述供電電壓成比例。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述電流脈沖的電流值取決于所述 供電電壓。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，包括電容器(145)，該電容器連接在所述 第一供電連接端與所述控制晶體管(121)的控制連接端之間并且具有適合用于調(diào)節(jié)所述 電流脈沖的邊側(cè)陡度的電容值。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，包括至少一個(gè)柵地-陰地電路，所述柵 地-陰地電路與所述信號晶體管(123)的第二連接端耦接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，包括至少一個(gè)第一柵地-陰地電路和至少一個(gè)第二 柵地-陰地電路，其中，所述第一柵地-陰地電路被構(gòu)造用于根據(jù)至少一個(gè)第一控制信號 (107 在負(fù)載(觀1)的第一連接端上提供電流脈沖，并且所述第二柵地-陰地電路被構(gòu)造用 于根據(jù)至少一個(gè)第二控制信號(109)在該負(fù)載的第二連接端上提供電流脈沖。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)柵地-陰地電路具有柵 地-陰地開關(guān)(151)和第三開關(guān)(153)，其中，所述第三開關(guān)的控制連接端與用于提供控制 信號的控制連接端(107)連接，所述第三開關(guān)的第一連接端與所述第一供電連接端(101) 及所述柵地-陰地開關(guān)的控制連接端連接，并且所述第三開關(guān)的第二連接端與所述第二供 電連接端(10 連接，所述柵地-陰地開關(guān)的第一連接端與所述信號晶體管(123)的第二 連接端連接并且所述電流脈沖能夠在所述柵地-陰地開關(guān)的第二連接端上被提供。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，包括第一柵地-陰地電路和第二柵地-陰地電路， 其中，所述第一柵地-陰地電路的柵地-陰地開關(guān)(151)的第二連接端通過第四開關(guān)(271) 與所述第二供電連接端(10 連接，并且所述第二柵地-陰地電路的柵地-陰地開關(guān)(161) 的第二連接端通過第五開關(guān)(27 與所述第二供電連接端連接，使得所述電流脈沖能夠被 所述第一柵地-陰地電路的柵地-陰地開關(guān)的第二連接端或者被所述第二柵地-陰地電路 的柵地-陰地開關(guān)的第二連接端提供。
13.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，包括至少一個(gè)負(fù)載(111，113，281)，所述 負(fù)載連接在所述信號晶體管(123)的第二連接端與所述第二供電連接端(10 之間，以便 以所述電流脈沖運(yùn)行。
14.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述電流脈沖適合于控制超聲波換 能器(111,113,281) ο
15.用于產(chǎn)生電流脈沖的方法，該方法包括以下步驟在第一供電連接端(101)與第二供電連接端(103)之間提供(301)供電電壓；在第一開關(guān)(125)上提供(303)第一接通信號，該第一開關(guān)被構(gòu)造用于根據(jù)所述接通 信號通過電流鏡的控制晶體管(121)來通斷所述第一供電連接端與所述第二供電連接端 之間的控制電流，以便由此通過所述電流鏡的信號晶體管(123)產(chǎn)生電流脈沖；和將至少一個(gè)控制信號(107，109，207，209)施加(305)到至少一個(gè)柵地-陰地電路上， 所述柵地-陰地電路與所述信號晶體管的第二連接端耦接。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于產(chǎn)生電流脈沖的裝置，該裝置具有用于提供供電電壓的供電連接端(101，103)和一開關(guān)(125)，該第一開關(guān)設(shè)置在所述供電連接端(101，103)之間的控制電路分支中，并且被構(gòu)造用于根據(jù)接通信號(105)來通斷經(jīng)過所述控制電路分支的控制電流。該裝置還具有一個(gè)包括控制晶體管(121)和信號晶體管(123)的電流鏡，其中，所述控制晶體管(121)與所述第一開關(guān)(125)串聯(lián)地設(shè)置在所述控制電路分支中，并且所述信號晶體管(123)被構(gòu)造用于根據(jù)經(jīng)過所述控制晶體管(121)的控制電流來提供電流脈沖。
文檔編號H02M9/02GK102135785SQ201110026990
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者B·金茨勒, G·胡夫特爾, M·霍斯特布林克, R·萬賈, R·米勒, S·拉德溫, T·朗 申請人:羅伯特·博世有限公司