點火器電路制造技術

本實用新型專利技術涉及點火器電路。點火器電路包括：輸出端，其用于耦接到點火線圈的初級側；第一電路，其形成驅動信號以選擇性地啟用或禁用負載開關從而控制流過負載開關的負載電流；選擇性啟用的開關，其接收直流電壓并將直流電壓選擇性地耦接/解耦到內部節點和輸出端；第二電路，其監測流過負載開關的負載電流并檢測負載電流具有不低于閾值的第一值；第三電路，其響應于第一電路形成信號以禁用負載開關和第二電路檢測負載電流不低于閾值的組合而禁用選擇性啟用的開關；以及診斷電路，其檢測選擇性啟用的開關的故障并響應地禁用負載開關。解決的技術問題是防止半導體器件發生短路狀況，實現的技術效果是更精確地保護半導體器件免受短路損壞。

【技術實現步驟摘要】
點火器電路相關申請的交叉引用本申請要求2015年11月18日提交的名稱為“METHODOFFORMINGANIGNITERCIRCUITANDSTRUCTURETHEREFOR”(點火器電路的形成方法及其結構)的美國No.62/256966臨時申請(專利技術人：YasunoriYamamoto和MikioYAMAGISHI)的優先權，該申請以引用方式并入本文，并且據此要求其對共同主題的優先權。本申請還涉及案卷號為ONS01871的名稱為“METHODOFFORMINGANIGNITERCIRCUITANDSTRUCTURETHEREFOR”(點火器電路的形成方法及其結構)的申請，二者有共同的受讓人和專利技術人YasunoriYAMAMOTO和MikioYAMAGISHI，該申請與本申請同時提交，并據此以引用方式并入本文。
本技術整體涉及電子器件，更具體地講，涉及半導體以及半導體結構。
技術介紹
在過去，半導體行業使用各種方法和結構來構建半導體器件以控制內燃機(如車輛(諸如汽車)的引擎等)的點火線圈。在一些實施方案中，半導體負載開關或負載開關連接到點火線圈的初級側，從而控制引擎的火花塞。在一些實施方案中，負載開關可以是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。半導體器件的控制器啟用和禁用負載開關，在點火線圈的次級側上產生大電壓，導致通過火花塞產生火花。在另一種情況下，接地的其他元件發生故障，流過故障元件的電流增大可造成熔斷器中的斷路，從而保護系統。在某些情況下，半導體器件的負載開關或元件會發生故障，這會導致大電流通過線圈，并會最終損壞半導體器件或(可能損壞)線圈、或引擎、或車輛。在某些情況下，大電流也可流過故障元件，這也會導致(除其他元件之外)線圈或引擎的損壞。一些實施方案包括熔斷器，該熔斷器連接在電壓源和點火線圈的初級側和/或接地元件之間。在負載開關發生故障的情況下，通過點火線圈的增加的電流會造成熔斷器中的斷路，從而保護系統。在某些應用中，熔斷器的靈敏度可能過高，導致在正常工作條件下，熔斷器可形成斷路。因此，為了恢復系統的工作狀況，可能必須更換半導體器件以及，在某些情況下，包括該半導體器件的車輛部件。更換半導體器件導致成本增加。此外，車輛的可靠性可能降低。在其他條件下，熔斷器的靈敏度可過低，導致半導體器件可能在熔斷器形成斷路之前損壞。在此示例中，也必須更換半導體器件，這將使成本增加。在某些情況下，故障可能導致更嚴重的損壞，甚至可能導致火災。因此，可期望存在這樣的器件或方法：能夠更精確地保護半導體器件免受損壞，并且/或者更精確地保護半導體器件避免短路狀況，并且/或者能夠降低點火系統的運行成本。
技術實現思路
本技術解決的一個技術問題是防止半導體器件發生短路狀況。根據本技術的一個方面，提供一種點火器電路，包括：輸出端，所述輸出端被配置用于耦接到點火線圈的初級側；第一電路，所述第一電路被配置成形成驅動信號，以選擇性地啟用或禁用負載開關從而控制流過所述負載開關的負載電流；選擇性啟用的開關，所述選擇性啟用的開關被配置成接收直流電壓，并將所述直流電壓選擇性地耦接/解耦到內部節點和所述輸出端；第二電路，所述第二電路被配置成監測流過所述負載開關的負載電流，并檢測所述負載電流具有不低于閾值的第一值；第三電路，所述第三電路被配置成響應于以下情況的組合而禁用所述選擇性啟用的開關：所述第一電路形成信號以禁用所述負載開關，并且所述第二電路檢測所述負載電流不低于所述閾值；以及診斷電路，所述診斷電路被配置成檢測所述選擇性啟用的開關的故障并響應地禁用所述負載開關。根據一個實施例，所述點火器電路還包括所述診斷電路，所述診斷電路被配置成響應于禁用所述負載開關而禁用所述選擇性啟用的開關，并且當所述選擇性啟用的開關被禁用時，響應于所述選擇性啟用的開關兩側的電壓降具有大于診斷閾值的值而禁用所述負載開關。根據一個實施例，所述診斷電路還被配置成當所述選擇性啟用的開關時被禁用時，響應于所述選擇性啟用的開關兩側的所述電壓降具有所述值而禁用所述選擇性啟用的開關。根據一個實施例，所述第二電路被配置成響應于所述信號的第一狀態，選擇性地將所述閾值設定為第一閾值，并且響應于所述信號的第二狀態，將所述閾值設定為第二閾值。根據一個實施例，所述診斷電路包括檢測電路，所述檢測電路具有放大器和比較器，所述放大器被配置成監測所述選擇性啟用的開關兩側的電壓降，所述比較器被配置成將所述放大器的輸出與參考值進行比較。根據一個實施例，所述診斷電路包括具有定時器電路的診斷控制器電路，所述定時器電路被配置成響應于所述負載開關的失效控制狀態而啟動形成所述時間間隔，所述診斷電路還包括邏輯電路，所述邏輯電路具有輸出端，所述輸出端被耦接以響應于所述時間間隔的期滿以及所述選擇性啟用的開關的輸出端處的電壓不大于診斷閾值而禁用所述選擇性啟用的開關。根據本技術的一個方面，提供一種點火器電路，包括：所述點火器電路的輸入端，所述輸入端被配置成接收來自直流電壓源的直流電壓；所述點火器電路的輸出端，所述輸出端被配置用于耦接到點火線圈的初級側；第一開關，所述第一開關具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接到所述點火器電路的所述輸入端，所述輸出端耦接到所述點火器電路的所述輸出端；控制電路，所述控制電路被配置成選擇性地啟用所述第一開關以將所述直流電壓耦接到所述點火器電路的所述輸出端；控制電路，所述控制電路被配置成控制負載開關的狀態以控制通過所述負載開關的負載電流；檢測電路，所述檢測電路耦接到所述控制電路，所述檢測電路被配置成選擇性地設定所述負載電流的閾值；所述控制電路被配置成響應于所述負載電流的值超出所述閾值而選擇性地禁用所述負載開關；以及診斷電路，所述診斷電路耦接到所述控制電路，并且被配置成響應于檢測所述第一開關的故障狀況而選擇性地禁用所述負載開關。根據一個實施例，所述診斷電路耦接到所述第一開關，所述診斷電路被配置成響應于所述負載開關的失效控制狀態以及檢測到所述第一開關的所述輸出端上的電壓具有不大于診斷閾值的值而禁用所述第一開關。根據本技術的一個方面，提供一種點火器電路，包括：所述點火器電路的輸入端；所述點火器電路的輸出端，所述輸出端被配置用于耦接到點火線圈的初級側；第一開關，所述第一開關的輸入端耦接到所述點火器電路的所述輸入端；第一電路，所述第一電路耦接到所述第一開關以啟用所述第一開關，從而將直流電壓源耦接到所述點火器電路的所述輸出端；控制電路，所述控制電路被配置成耦接到負載開關，所述控制電路被配置成控制所述負載開關以形成通過所述點火線圈的負載電流；以及診斷電路，所述診斷電路耦接到所述第一開關和所述控制電路以確定所述第一開關的故障并響應地禁用所述負載開關。根據一個實施例，所述診斷電路被配置成檢測所述第一開關兩端的電壓降，其中在禁用所述第一開關的時間間隔期間，所述第一開關兩側的電壓降具有不同于診斷閾值的值。本技術實現的一個技術效果是更精確地保護半導體器件免受短路損壞。附圖說明圖1示意性地示出了點火系統的一部分的一個實施方案示例，該點火系統包括根據本技術的點火器電路；圖2是示出一些信號的實施方案示例的曲線圖，這些信號可以在根據本技術的圖1點火器電路的一些操作過程中形成；圖3包括流程圖，示出了保本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種點火器電路，其特征在于包括：輸出端，所述輸出端被配置用于耦接到點火線圈的初級側；第一電路，所述第一電路被配置成形成驅動信號，以選擇性地啟用或禁用負載開關從而控制流過所述負載開關的負載電流；選擇性啟用的開關，所述選擇性啟用的開關被配置成接收直流電壓，并將所述直流電壓選擇性地耦接/解耦到內部節點和所述輸出端；第二電路，所述第二電路被配置成監測流過所述負載開關的負載電流，并檢測所述負載電流具有不低于閾值的第一值；第三電路，所述第三電路被配置成響應于以下情況的組合而禁用所述選擇性啟用的開關：所述第一電路形成信號以禁用所述負載開關，并且所述第二電路檢測所述負載電流不低于所述閾值；以及診斷電路，所述診斷電路被配置成檢測所述選擇性啟用的開關的故障并響應地禁用所述負載開關。

【技術特征摘要】
2015.11.18 US 62/256,983;2016.04.22 US 15/136,2301.一種點火器電路，其特征在于包括：輸出端，所述輸出端被配置用于耦接到點火線圈的初級側；第一電路，所述第一電路被配置成形成驅動信號，以選擇性地啟用或禁用負載開關從而控制流過所述負載開關的負載電流；選擇性啟用的開關，所述選擇性啟用的開關被配置成接收直流電壓，并將所述直流電壓選擇性地耦接/解耦到內部節點和所述輸出端；第二電路，所述第二電路被配置成監測流過所述負載開關的負載電流，并檢測所述負載電流具有不低于閾值的第一值；第三電路，所述第三電路被配置成響應于以下情況的組合而禁用所述選擇性啟用的開關：所述第一電路形成信號以禁用所述負載開關，并且所述第二電路檢測所述負載電流不低于所述閾值；以及診斷電路，所述診斷電路被配置成檢測所述選擇性啟用的開關的故障并響應地禁用所述負載開關。2.根據權利要求1所述的點火器電路，其特征在于還包括所述診斷電路，所述診斷電路被配置成響應于禁用所述負載開關而禁用所述選擇性啟用的開關，并且當所述選擇性啟用的開關被禁用時，響應于所述選擇性啟用的開關兩側的電壓降具有大于診斷閾值的值而禁用所述負載開關。3.根據權利要求2所述的點火器電路，其特征在于所述診斷電路還被配置成當所述選擇性啟用的開關時被禁用時，響應于所述選擇性啟用的開關兩側的所述電壓降具有所述值而禁用所述選擇性啟用的開關。4.根據權利要求1所述的點火器電路，其特征在于所述第二電路被配置成響應于所述信號的第一狀態，選擇性地將所述閾值設定為第一閾值，并且響應于所述信號的第二狀態，將所述閾值設定為第二閾值。5.根據權利要求1所述的點火器電路，其特征在于所述診斷電路包括檢測電路，所述檢測電路具有放大器和比較器，所述放大器被配置成監測所述選擇性啟用的開關兩側的電壓降，所述比較器被配置成將所述放大器的輸出與參考值進行比較。6.根據權利要求5所述的點火器電路，其特征在于所述診斷電路包括具有定時器電路的診斷控制器電路，所述定時器電路被配置成響應于所述負載開關的失效控制狀態而啟動形成時間間隔，所述診斷電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：山本泰典，山岸干夫，
申請(專利權)人：半導體元件工業有限責任公司，
類型：新型
國別省市：美國,US