[发明专利]用于保护电子元件的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于保护电子元件以防供电电压过压的方法，另外还涉 及用于实施该方法的计算机程序产品和用于保护电子元件以防供电电 压过压的装置。虽然可以应用于任何电子供电电路，但是本发明以及本 发明所基于的问题都关于机动车的电子设备来进行解释。

背景技术

通常已知的是，在诸如线圈或诸如此类的电感性负载中感应出过 压，这种过压可能损坏电子电路诸如集成电路控制设备。比如在由发电 机充电的蓄电池的不良的接触或迅速的断开时产生尤其有害的过压脉 冲(所谓的抛负载脉冲)。比如在机动车领域中在24V过压的供电电压 中可能在400ms的时间段内出现直至200V的过压。这种过压在ISO标 准7637-2中被称为标准化的测试脉冲。

可这样来防止由于机动车车载电网的过压而导致电子元件的损坏， 即分别对应于所出现的最大电压尖峰来构造电子元件。然而这是成本极 高的。从而，本发明所基于的问题总的来说在于，保护针对标准运行范 围而构造的元件以防供电电压的过压。

根据常规的解决方案，控制设备的供电电压输入端与一个齐纳二极 管桥接，以便把所出现的过压限制到一个最大值，该最大值大致等于该 齐纳二极管的齐纳电压。但是，因为齐纳二极管具有齐纳电压的大公差 范围，并且该齐纳电压此外还与齐纳二极管的温度有关，所以该齐纳二 极管在此必须如此来选择，使得其标准的齐纳电压明显高于该供电电网 的标准运行范围的最高电压。

在DE10135168A1中公开了用于保护电子元件的一种装置，其中 一个齐纳二极管与一个晶体管串联，该晶体管借助一个控制电路在预定 的过压值时可以被接通，以绕开齐纳二极管的大公差的问题。在该晶体 管接通时，电能转变为热能，使得需要采用大功率元件和/或费事的冷却 措施。

从而需要在小的花费的情况下保护电子元件以防供电电压的过压， 使得供电电压不超过一个最大值，该最大值尽可能接近地高于该标准运 行范围。

发明内容

因此提供了用于保护电子元件以防供电电压过压的一种方法。首先 在一个方法步骤中检测该供电电压是否超过一个激活阈值 (Aktivierungsschwellwet)，该激活阈值高于该供电电压的标准运行范 围。在另一步骤中，一个电压限制装置被激活，该电压限制装置把该供 电电压限制到一个限定值上，该限定值处于该标准运行范围中。该电压 限制装置在一个可预先给定的激活间隔结束之后又被去活 (desaktiviert)。

因为该激活阈值高于该供电电压的标准运行范围，所以只要该供电 电压保持在标准运行范围中，那么该电压限制装置就不被激活。在该状 态中，从而还没有电能被转换为热能，并且该电压限制装置不承受热负 荷。

因为该限定值处于该标准运行范围中，所以它也可以在考虑该电压 限制装置的元件如齐纳二极管由于同型元件的参数差异、温度相关性等 而决定的大公差的情况下如此被确定，使得由被激活的电压限制装置所 限制的供电电压的电压值在该激活间隔期间可靠地保持低于该激活阈 值。因为最后该电压限制装置在该激活间隔结束之后又被去活，所以该 时间段是受限的，在该时间段期间该电压限制装置把电能转换为热能， 这样使得对于该电压限制装置既不需要使用大功率元件，又不需要涉及 费事的冷却措施。该激活阈值可以有利地被确定为仅仅略高于该标准运 行范围，如此使得该电子元件造价合理地仅仅需要具有略高于该激活阈 值的耐压强度。

在其他方面，提供了用于实施该方法的计算机程序产品和用于保护 电子元件以防供电电压过压的装置。该装置包括电压限制装置、激活装 置和去活装置，其中该电压限制装置把供电电压限制到一个限定值上， 该限定值处于该供电电压的标准运行范围内；当该供电电压超过一个激 活阈值时，该激活装置激活该电压限制装置，其中该激活阈值高于该标 准运行范围；该去活装置在一个可预先给定的激活间隔之后去活该电压 限制装置。

根据本发明方法的一个优选改进，该标准运行范围是蓄电池的运行 电压范围，其中该蓄电池提供该供电电压。因为要保护的电子元件总归 如此构造，即它容许该蓄电池的全部运行电压范围，所以其不用附加的 措施也容许该限定值的公差范围，其中该电压限制装置把该供电电压限 制到该限定值。优选地该限定值大于该蓄电池的额定电压。