[发明专利]组合的电压和电流转换速率限制

说明书

                相关申请的相互参照

本申请是于1998年10月30日提出的序号60/106,345的美国临时申请和同样于1998年10月30日提出的序号60/106,346的美国临时申请的延续。

                     发明背景

发明的技术领域

本发明一般涉及电路和电学组件设计的领域，并且更准确地说涉及改进的晶体管驱动电路。

背景信息和相关技术的描述(包括在37 CFR§§1.97及1.98中被公开的信息)

几乎当代制造的每件家用及消费装置都包含电子或电机控制机构的一些形式。电子学已大大地改进了这些装置的功能度和便利性。然而，含有电子控制机构也使装置易受到来自四周电磁信号的干扰。因此好的电气和电子电路设计的一个目标是使由每个装置所生成或辐射的电磁干扰的量减到最小。在这种情况下，该装置将变成其附近的其他电气或电子装置的好邻居。

使乱真的电磁信号的生成减到最小的一个重要领域是在汽车的控制系统中。车辆具有许多敏感的控制系统，它们操纵象发动机运转、制动、换档、导航跟踪和定位，以及车辆外部通讯那样各种不同的方面。车辆制造者对电磁(EM)辐射有严格的要求。必须保证一个装置不干扰邻近装置的运行。

某些车辆控制系统在涉及辐射的EM时呈现出较大的问题。这些系统包含电感性或电阻性负载，比如螺线管、线圈及继电器，的控制，它们必须被快速地切断或接通。通常被叫做输出驱动器(低端输出驱动器或高端输出驱动器)的电子组件控制到这些负载的功率。当涉及快速换接输出驱动器及它们相联系的被驱动元件的控制系统时，如果处理不当辐射EM的量能十分高。

                        发明概述

本发明涉及用于减小来自使用基于晶体管的输出驱动器电路的电磁辐射的方法，并且更准确地说，涉及用于限制负载电流转换速率和负载电压转换速率的方法，转换速率是电流或电压变化的速率。对于使用高端驱动器的系统的实例在本申请中被给出，但在这个专利申请中被谈到的概念同样适用于其他驱动电路，包括低端驱动器和H型桥路。

本发明的一个优点是输出驱动器的转换速率的极限是可数字化配置的，它使转换速率能对任何给定的负载结构被优化。

本发明的另一个优点是电压和电流转换速率限制的综合使总的电路性能能够针对着辐射的电磁能被优化，甚过借助单独利用电压或电流转换速率限制所能实现的。

                    几个附图的简述

人们通过连同附图阅读以下的详述能更好地理解本发明的其他情况及优点，在附图中：

图1是展示被连接到电阻性负载上的输出驱动器晶体管的示例性电路；

图2是展示被连接到具有续流二极管的电感性负载的输出驱动器晶体管的示例性电路，其中晶体管用脉冲宽度调制信号被驱动；

图3是类似于图2的电路，外加有可换向的晶体管栅极驱动电流；

图4是展示借助按具有可换向栅极电流的脉冲宽度调制模式运行的电感性负载，比如图3的电路，生成的理想波形的信号图；

图5是使用本发明转换速率限制的控制电路的方框图；以及

图6是使电压和电流转换速率极限有可能数字调节的串行外围接口的方框图。

                  发明详述