[发明专利]用于测量负载电流并用于诊断空载或过载的系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于测量负载电流的系统，该系统用来诊断电路中的空载条件或过载。

背景技术

本发明涉及的非限制性应用领域特别地是机动车辆中的照明和/或发信号控制。智能电源开关用于各种照明和/或发信号装置(主光束、近光或危险指示器灯、过水平指示器、制动灯等)正确操作的控制的使用在该领域是已知的。

这些智能电源开关已知为具有各种称呼，比如注册商标Smart MOS、英文名字Smart FET、或首字母缩写IPS(其为智能电源开关的英文首字母)，其具有负载电流测量和诊断功能，使得可以一方面检测由于短路造成的过载，另一方面检测空载条件，空载条件由于例如所使用的灯的故障或供电线断开造成。

图1显示了用于智能电源开关的传统布置，所述智能电源开关通过参考标记1指示。在该开关中存在的各种输入/输出点中，图1中仅显示了对于理解必不可少的那些。由此，BATT和GND接点被用来经由电链接件10将开关1分别连接在连续电压电源和形成参考电势的点之间，所述连续电压电源通常为车辆电池(未示出)。OUT接点被用来建立智能开关1与由其控制的一个或多个负载(未示出)之间的电链接11。IS接点传递通过智能开关测量的负载电流I_S。最后，IN接点从开关1之外的微控制器2接收命令，所述命令的本质是所执行的诊断的功能，例如如果检测到过载则命令切断到负载的供电。操作中，通过电连接在IS接点和电参考之间的电阻3的使用，负载电流I_S被转换成电压值V_S。该电压值V_S被供应到用于模拟/数字转换20的模块20，其优选地并入在微控制器2中。微控制器2则能在任何时刻将电压V_S与预定的阈值进行比较，并能依据比较结果决定发送命令到智能开关1。

当前使用的照明和/或发信号装置可以是白炽灯或发光二级管(LED)，且因此存在要通过同一智能开关测量的非常宽范围的电流。通常，对于具有2安培标称电流的21瓦白炽灯，智能开关必须能够测量高达4安培的电流以用于检测短路的目的，以及在空载条件的情况中的低至50mA的电流。

如果使用当前市场上可获得的智能电源开关(大部分仅具有一个电流测量输出)，则不可能在模拟/数字转换器20的输出端处具有足够精确的电压值以覆盖整个范围。

发明内容

本发明的目的是，通过提出一种系统来克服前述缺陷，所述系统用于借助单个智能开关获得负载电流的非常精确的测量，这即针对在空载条件中可能存在的低电流，还针对指示过载的高电流。

更精确地，本发明提出一种用于测量负载电流并用于诊断空载条件或过载的系统，包括智能电源开关，其适于传递电流输出端上的负载电流测量值；用于将测量的负载电流转换为电压值的器件；以及微控制器，所述微控制器适于根据所述电压值而将命令传递到智能电源开关，其特征在于，所述转换器件包括串联地连接在所述电流输出端和参考电势之间的第一电阻和第二电阻，且在于，该系统还包括控制电路，其适于将在串联地连接的所述第一电阻和第二电阻的端子处被取样的电压与预定的阈值进行比较，且如果取样的电压高于所述阈值则自动地将第一或第二电阻短路。

根据本发明的系统的其他可行特征：

-控制电路还适于，如果取样电压低于所述阈值，则自动地禁用第一电阻或第二电阻上的短路电路。

-控制电路包括，例如，MOS晶体管，其漏极和源极分别连接到要被短路的电阻的端子，且其栅-源极电压对应于所述阈值。

-控制电路可有利地包括过电压保护器件，例如保护电阻和齐纳二极管的串联关联，其与第一电阻和第二电阻构成的串联组合并联连接，且其公用端子电连接到MOS晶体管的栅极。

附图说明

通过参考附图给出的示例实施例的以下描述，本发明及其提供的优势将更容易理解，附图中：

图1，如上所述，描述了用于智能开关的使用的传统布置，所述智能开关用于诊断负载的正确操作；

图2显示了根据本发明的系统中同于相同智能开关的使用的功能性布置；

图3显示了转换器件的端子处的电压根据针对图2的系统的不同操作范围测量的负载电流的变化；和

图4显示了根据本发明的系统的可行实施例。

具体实施方式

在本说明书的剩余部分中，为了便于理解，对于所有附图共用的元件被给予相同的附图标记。