[发明专利]FET监视和保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子和电气系统和组件。更特别地，本发明涉及FET和FET电路的监视和保护。

背景技术

场效应晶体管(FET)通常在整个汽车中用于打开和关闭电气负载。一辆汽车可能具有几百个FET。在灯、转向灯、雨刮电动机、视频或音频系统、导航系统，以及其他各种系统和装置的激活和操作中都会用到FET。FET内嵌在微控制器和电子控制模块中。随着时间推移和各种原因，可能会出现短路状态，这会直接或间接影响FET的操作。短路状态可能因例如电路连接的改变、组件的安装或修理不正确、过度使用汽车电子系统，及组件的劣化或老化而出现。短路状态包括“短路”或到电源或接地的无意连接。

显然，很多FET不能承受由短路状态造成的重复高电流。高电流使FET经历结温的快速上升。这样的快速升温及结点与硅的余下部分之间的关联温差会造成FET的劣化。在较低的环境温度下，快速升温造成的劣化由于更大的温差会更加严重。在出现短路状态时，FET的重复循环会造成FET损坏，并可能使FET和/或与其连接的任何关联的电子模块不正常工作或不工作。

一种现有的方法可以在检测到短路状态时防止FET继续操作。在检测到短路之后尽快关闭FET。虽然该方法可以防止FET损坏，但也有关联的缺点。一个这样的缺点是处于伪短路状态的FET也会被停用。“伪短路状态”指FET的工作温度或电流出现持续时间很短的临时尖峰并被错误地检测为短路状态的情况。这样的伪短路状态会由于各种原因而发生。例如，在初始激活容性负载或电动机负载时，会产生较大的初始电流尖峰(涌流)；然而，该电流尖峰只持续很短的时间并视为正常情况。作为另一个示例，容性负载/电动机负载的间歇性开路会产生多个可能被作为短路检测到的涌流。

因此，需要能够克服与目前使用的硬件保护方法关联的缺点的改进的FET短路干预系统。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供一种包括FET开关器件的FET监视和保护系统。该FET开关器件包括FET、逻辑器件，及反馈状态输出。该逻辑器件电连接到FET并产生反馈状态信号。计数器响应于FET开关器件的真短路状态递增。控制器电连接到反馈状态输出。该控制器允许响应于反馈状态信号及计数器的值激活FET。

本发明的实施例提供多个优点。本发明的实施例提供的一个优点是可以使用计数器来记录FET所经历的短路事件的数量，及在已达到预先确定的短路激活限制时防止激活FET的能力。这可以限制FET的劣化并允许停用与其对应的FET已关闭的电路。

本发明的另一个实施例提供的另一个优点是可以提供一种能够区分真短路状态和伪短路状态的系统。这可以防止FET的无意停用，从而防止无意停用通过FET激活的负载。

本发明的另一个实施例提供的又一个优点是可以提供一种能够确定FET何时由用户发起的请求激活，何时由重复的电气系统任务激活的系统。这可以防止FET和关联的电子控制单元因重复识别相同的短路状态或有限数量的短路状态而停用。

本发明的另一个实施例提供的又一个优点是可以提供一种允许在FET由于检测到的短路状态而停用时对FET开关器件进行诊断测试的系统。这允许技术人员确定短路状态的原因。

另外，本发明的另一个实施例提供的另一个优点是可以一旦达到最大短路激活限制就防止FET激活。这可以防止FET过热及其他电气组件和装置损坏。

通过结合附图参考下面的详细说明，可以最好地理解本发明自身及其他目标和所具备的优点。

附图说明

为了更加完整地理解本发明，现参考在附图中更详细地示出并在下文中通过本发明的示例描述的实施例，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的FET监视和保护系统的框图；

图2是根据本发明的另一个实施例的FET监视和保护系统的框图；

图3是根据本发明的另一个实施例的控制器执行输出变换的信号流图；

图4是根据本发明的一个实施例的与短路状态检测和控制关联的信号流控制内外关系图；

图5是用于根据本发明的实施例的FET电路诊断测试的数据流图；

图6是示出根据本发明的一个实施例的监视和保护FET、FET开关器件及FET电路的方法的逻辑流程图；及

图7是示出根据本发明的一个实施例的清除诊断故障码的方法的逻辑流程图。

具体实施方式