IT202000013165A1 - Circuito, sistema, veicolo e procedimento di funzionamento corrispondenti - Google Patents

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switches
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IT102020000013165A
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Aldo Occhipinti
Christophe Roussel
Fritz Burkhardt
Ignazio Testoni
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St Microelectronics Alps Sas
Stmicroelectronics Application Gmbh
St Microelectronics Srl
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Description

DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo:
?Circuito, sistema, veicolo e procedimento di funzionamento corrispondenti?
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo tecnico
La descrizione ? relativa al pilotaggio dei motori elettrici, per es., i motori elettrici DC.
Sfondo tecnologico
I motori DC possono essere usati in un?ampia variet? di applicazioni. Per esempio, possono essere usati per azionare automaticamente (per es., aprire e chiudere) bagagliai, portelloni posteriori, e in generale qualsiasi genere di serratura ad azionamento elettrico in un veicolo.
Tali motori DC possono essere pilotati per mezzo di dispositivi circuitali noti, come i circuiti a ponte H. Un circuito a ponte H tradizionale comprende un primo ramo (o braccio) comprendente un primo switch del lato alto (?highside?) e un primo switch del lato basso (?low-side?), e un secondo ramo (o braccio) comprendente un secondo switch high-side e un secondo switch low-side. I due rami sono connessi in parallelo tra un nodo di alimentazione e un nodo di riferimento di tensione (per es., un nodo di massa). Il motore elettrico DC ? connesso tra i nodi intermedi del primo e del secondo ramo. Gli switch nel circuito a ponte H possono comprendere switch a stato solido come, per esempio, transistori MOS.
Quando un circuito a ponte H ? usato per pilotare un motore elettrico DC in una applicazione di un bagagliaio ad azionamento elettrico tradizionale (per es., in un veicolo), un movimento manuale del bagagliaio (per es., azionato da un utente) pu? avere come risultato che il motore elettrico agisca come un generatore elettrico. A sua volta, questo pu? avere come risultato una sovratensione (OV, ?over-voltage?) ch si genera a un pin di tensione di alimentazione di un circuito di pilotaggio (?driver?) che pilota il circuito a ponte H. Tale sovratensione pu? superare i dati di targa massimi assoluti (AMR, ?Absolute Maximum Rating?) del pin di alimentazione. Come risultato, pu? avere origine una corrente di ricircolo, che eventualmente danneggia il circuito di pilotaggio.
Lo scenario descritto in precedenza pu? verificarsi quando il pin di tensione di alimentazione del circuito di pilotaggio ? connesso a una sorgente di alimentazione (per es., una batteria come fornita tradizionalmente in un veicolo), che corrisponde a un funzionamento normale del motore DC, o quando il pin di tensione di alimentazione non ? connesso a una sorgente di alimentazione (per es., alla Fine della Linea, EOL (?End Of Line?), di un processo di fabbricazione per fabbricare il veicolo, quando una ECU del bagagliaio elettrico pu? essere montata nel veicolo e la batteria pu? non essere ancora montata o connessa).
Scopo e sintesi
Uno scopo di una o pi? forme di attuazione ? fornire circuiti di pilotaggio di un ponte H con una migliore robustezza rispetto a possibili eventi di sovratensione.
Secondo una o pi? forme di attuazione, tale scopo pu? essere raggiunto per mezzo di un circuito avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni che seguono.
Una o pi? forme di attuazione possono essere relative a un sistema corrispondente (per es., un sistema per pilotare un motore elettrico).
Una o pi? forme di attuazione possono essere relative a un veicolo corrispondente.
Una o pi? forme di attuazione possono essere relative a un corrispondente procedimento di funzionamento del circuito.
Le rivendicazioni sono parte integrante dell?insegnamento tecnico qui fornito con riferimento alle forme di attuazione.
Secondo una o pi? forme di attuazione, un circuito pu? comprendere un pin di alimentazione configurato per ricevere una tensione di alimentazione, e un insieme di pin di controllo configurati per fornire un insieme di rispettivi segnali di controllo per controllare l?attivit? di commutazione di un insieme di rispettivi switch di un circuito a ponte H. L?insieme di rispettivi switch pu? comprendere una coppia di switch high-side e una coppia di switch low-side.
Secondo una o pi? forme di attuazione, il circuito pu? comprendere una circuiteria di controllo accoppiata a detto insieme di pin di controllo e configurata per generare detto insieme di segnali di controllo, e una circuiteria di rilevamento (?sensing?) accoppiata a detto pin di alimentazione e configurata per generare un segnale di rilevazione indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione supera un valore di soglia.
Secondo una o pi? forme di attuazione, la circuiteria di controllo pu? essere sensibile a detto segnale di rilevazione e pu? essere configurata per generare detti segnali di controllo per attivare una tra detta coppia di switch high-side e detta coppia di switch low-side, e per disattivare l?altra tra detta coppia di switch high-side e detta coppia di switch low-side come risultato del fatto che detto segnale di rilevazione ? indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione supera detto valore di soglia.
Perci?, una o pi? forme di attuazione possono fornire vantaggiosamente soluzioni convenienti per pilotare circuiti a ponte H con protezione da sovratensioni.
Breve descrizione delle figure
Una o pi? forme di attuazione saranno ora descritte, a puro titolo di esempio, con riferimento alle figure annesse, nelle quali:
la Figura 1 ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di un dispositivo per pilotare un motore elettrico,
la Figura 2 ? esemplificativa di possibili applicazioni di una o pi? forme di attuazione,
la Figura 3 ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di un circuito di pilotaggio di un ponte H secondo una o pi? forme di attuazione,
la Figura 4 ? una macchina a stati semplificata esemplificativo di un possibile funzionamento di una o pi? forme di attuazione.
Descrizione dettagliata
Nella descrizione che segue, sono illustrati uno o pi? dettagli specifici, allo scopo di fornire una comprensione approfondita di esempi di forme di attuazione di questa descrizione. Le forme di attuazione possono essere ottenute senza uno o pi? dei dettagli specifici o con altri procedimenti, componenti, materiali, ecc. In altri casi, operazioni, materiali o strutture note non sono illustrate o descritte in dettaglio in modo tale che certi aspetti delle forme di attuazione non saranno resi poco chiari.
Un riferimento a ?una forma di attuazione? nel quadro della presente descrizione intende indicare che una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta con riferimento alla forma di attuazione ? compresa in almeno una forma di attuazione. Per cui, le frasi come ?in una forma di attuazione? o simili che possono essere presenti in uno o pi? punti della presente descrizione non fanno necessariamente riferimento proprio alla stessa forma di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in un modo adeguato qualsiasi in una o pi? forme di attuazione.
In tutte le figure qui annesse, le parti o gli elementi simili sono indicati con riferimenti/numeri simili e una descrizione corrispondente non sar? ripetuta per brevit?.
I riferimenti usati qui sono forniti semplicemente per convenienza e quindi non definiscono l?ambito di protezione o l?ambito delle forme di attuazione.
A titolo di introduzione alla descrizione dettagliata di forme di attuazione esemplificative, si pu? fare riferimento dapprima alla Figura 1. La Figura 1 ? uno schema a blocchi circuitale esemplificativo di un dispositivo 10 per pilotare un motore elettrico M, per es., un motore DC, secondo una o pi? forme di attuazione.
Il dispositivo 10 pu? comprendere un circuito a ponte H per fare funzionare il motore elettrico M. Il circuito a ponte H pu? comprendere un primo ramo (o braccio) comprendente un primo switch high-side HS1 e un primo switch low-side LS1, e un secondo ramo (o braccio) comprendente un secondo switch high-side HS2 e un secondo switch low-side LS2. I due rami possono essere connessi in parallelo tra un nodo di alimentazione 100 e un nodo di riferimento di tensione GND (per es., un nodo di massa). Il motore elettrico M pu? essere accoppiato tra un primo nodo 102a intermedio tra gli switch HS1 e LS1, e un secondo nodo 102b intermedio tra gli switch HS2 e LS2. Come esemplificato nella Figura 1, gli switch HS1, HS2, LS1, LS2 nel circuito a ponte H possono comprendere switch a stato solido come, per esempio, transistori MOS.
Il dispositivo 10 pu? comprendere inoltre un circuito di pilotaggio 30 (per es., un circuito integrato, IC (?Integrated Circuit?)) configurato per pilotare il circuito a ponte H. Come esemplificato nella Figura 1, il circuito di pilotaggio 30 pu? comprendere:
un pin di alimentazione 300 configurato per ricevere una tensione di alimentazione VS,
un primo pin di controllo high-side 302a configurato per controllare la commutazione del primo switch high-side HS1, e un secondo pin di controllo high-side 302b configurato per controllare la commutazione del secondo switch high-side HS2,
un primo pin di controllo low-side 304a configurato per controllare la commutazione del primo switch low-side LS1, e un secondo pin di controllo low-side 304b configurato per controllare la commutazione del secondo switch low-side LS2, e
un primo pin di rilevamento 306a configurato per rilevare un segnale di tensione al nodo 102a intermedio tra gli switch HS1, LS1 e per favorire l?attivazione (per es., l?accensione) dello switch high-side HS1, e un secondo pin di rilevamento 306b configurato per rilevare un segnale di tensione al nodo 102b intermedio tra gli switch HS2, LS2 e per favorire l?attivazione (per es., l?accensione) dello switch high-side HS2.
In una o pi? forme di attuazione in cui gli switch HS1, HS2, LS1 e LS2 comprendono transistori MOS, i pin di controllo 302a, 302b, 304a e 304b possono essere accoppiati ai rispettivi terminali di gate.
I dispositivi disponibili con la designazione commerciale L99DZ200G presso aziende del gruppo di aziende della Richiedente sono circuiti integrati (IC) per sistemi della zona della portiera che possono essere atti a implementare un circuito di pilotaggio 30 come qui esemplificato.
In una o pi? forme di attuazione come esemplificate nella Figura 1, il nodo di alimentazione 100 del circuito a ponte H e il pin di alimentazione 300 del circuito di pilotaggio 30 possono essere configurati per ricevere una tensione di alimentazione VS da un nodo di uscita 200 di un circuito di ?batteria inversa? 20.
Il circuito di batteria inversa 20 pu? essere configurato per ricevere una certa tensione di alimentazione VBAT a un nodo di ingresso 202 (per es., da una sorgente di alimentazione, come una batteria BAT a 12 V come fornita tradizionalmente in un veicolo V, si veda anche la Figura 2) e per fornire la tensione di alimentazione VS al suo nodo di uscita 200.
In una o pi? forme di attuazione, il circuito di batteria inversa 20 pu? essere configurato per proteggere il dispositivo 10 nel caso in cui la polarit? della tensione di alimentazione VBAT sia invertita. Per esempio, questo pu? avvenire durante le operazioni di manutenzione effettuate sul veicolo V, o durante un?operazione di avviamento a spinta del veicolo V.
In varie applicazioni (come, per esempio, l?uso di un motore M per azionare automaticamente un bagagliaio nel veicolo V, come esemplificato nella Figura 2), il motore elettrico M pu? essere forzato a muoversi (per es., ruotare) a causa dell?applicazione di una forza esterna, per es., a causa di un utente che apre o chiude manualmente il bagagliaio del veicolo.
Come discusso precedentemente, ci? pu? avere come risultato che una sovratensione (OV) si generi al nodo 100 e si propaghi al pin di alimentazione 300 del circuito di pilotaggio 30, superando eventualmente i dati di targa massimi assoluti (AMR) del pin di alimentazione 300, che possono essere, per esempio, nell?intervallo da -0,3 V a 28 V.
Secondo certe soluzioni tradizionali, un circuito di pilotaggio di un ponte H pu? essere provvisto di una protezione contro gli eventi di sovratensione facendo ricorso all?uso di componenti con capacit? di alta tensione (cio?, componenti elettrici che sono atti a resistere a una tensione supplementare applicata ad essi) e/o all?uso di componenti passivi aggiuntivi, quali diodi Zener, al fine di limitare la massima tensione applicata eventualmente alla circuiteria interna del circuito di pilotaggio.
Si nota che tali soluzioni tradizionali possono risultare costose.
Perci?, una o pi? forme di attuazione come esemplificate nella Figura 3 possono essere relative a un circuito di pilotaggio 30 per un circuito a ponte H (il circuito a ponte H non essendo visibile nella Figura 3), in cui il circuito di pilotaggio 30 ? configurato per funzionare selettivamente in una cosiddetta ?modalit? di generatore? per fornire una maggiore robustezza contro gli eventi di sovratensione.
Quando funziona in detta modalit? di generatore, il circuito di pilotaggio 30 pu? rilevare il verificarsi di un evento di sovratensione al pin di alimentazione 300 e, come risultato del fatto che ? rilevato un evento di sovratensione, pu? attivare (per es., commutare a uno stato conduttivo) entrambi gli switch low-side LS1 e LS2 del circuito a ponte H connessi a esso (cio?, per connettere entrambi i terminali del motore M al nodo di tensione di riferimento GND). Cortocircuitando entrambi i terminali del motore M a uno stesso nodo di tensione, pu? essere esercitata un?azione di frenatura sul motore M, contrastando cos? la sovratensione al pin della tensione di alimentazione 300 e proteggendo il circuito di pilotaggio 30.
Come esemplificato nella Figura 3, un circuito di pilotaggio 30 secondo una o pi? forme di attuazione pu? comprendere:
un primo pin di alimentazione 300 configurato per ricevere la tensione di alimentazione VS come descritto precedentemente con riferimento alla Figura 1,
pin di controllo 302a, 302b, 304a, 304b e pin di rilevamento 306a, 306b configurati per controllare un circuito a ponte H come descritto precedentemente con riferimento alla Figura 1,
un secondo pin di alimentazione 308 configurato per ricevere una tensione di alimentazione VCP da un circuito a pompa di carica (il circuito a pompa di carica non essendo visibile nelle Figure, ed essendo compreso eventualmente nel circuito di pilotaggio 30),
un primo pin di ingresso 310 configurato per ricevere un segnale digitale DIRH da un?unit? di elaborazione 50, per es., un?unit? microcontrollore nel veicolo V,
un secondo pin di ingresso 312 configurato per ricevere un segnale digitale PWMH dall?unit? di elaborazione 50, e
un pin di alimentazione di uscita 314 configurato per fornire una tensione di alimentazione regolata all?unit? di elaborazione 50 (per es., una tensione regolata di 5 V).
Come esemplificato nella Figura 3, un circuito di pilotaggio 30 secondo una o pi? forme di attuazione pu? comprendere:
un primo circuito di pilotaggio di gate high-side 32a configurato per fornire un segnale di controllo al pin di controllo 302a, e un secondo circuito di pilotaggio di gate high-side 32b configurato per fornire un segnale di controllo al pin di controllo 302b,
un primo circuito di pilotaggio di gate low-side 34a configurato per fornire un segnale di controllo al pin di controllo 304a, e un secondo circuito di pilotaggio di gate low-side 34b configurato per fornire un segnale di controllo al pin di controllo 304b,
un circuito di interfaccia, logica e diagnostica 36 configurato per controllare l?attivazione dei circuiti di pilotaggio di gate 32a, 32b, 34a e 34b, e
un circuito rilevatore di sovratensione 38 accoppiato al pin di alimentazione 300 per rilevare eventi di sovratensione.
In una o pi? forme di attuazione, i circuiti di pilotaggio di gate 32a, 32b, 34a e 34b possono comprendere stadi push-pull configurati per pilotare i terminali di gate dei transistori MOS HS1, HS2, LS1, LS2.
Come esemplificato nella Figura 3, i circuiti di pilotaggio di gate high-side 32a e 32b possono essere configurati per ricevere da un circuito a pompa di carica una tensione di alimentazione VCP che pu? essere pi? alta della tensione di alimentazione VS, per es., circa 10 V pi? alta della tensione di alimentazione VS, cos? da potere pilotare in modo appropriato gli switch high-side HS1, HS2. Il circuito a pompa di carica pu? essere disattivato per motivi di sicurezza come risultato del fatto che ? rilevato un evento di sovratensione al pin di alimentazione 300. Perci?, mentre pu? essere esercitata ipoteticamente un?azione di frenatura sul motore M attivando allo stesso tempo entrambi gli switch high-side HS1, HS2 al posto degli switch low-side LS1, LS2 (il che avrebbe come risultato cortocircuitare entrambi i terminali del motore M allo stesso nodo di tensione 100), forme di attuazione preferite possono basarsi sull?attivazione degli switch low-side al fine di proteggere il circuito di pilotaggio 30 da eventi di sovratensione, nella misura in cui l?attivazione degli switch high-side pu? non essere possibile durante un evento di sovratensione.
Il segnale digitale DIRH ricevuto nel circuito logico 36 pu? essere un segnale binario usato per controllare la direzione di movimento del motore M (cio?, in senso orario o in senso antiorario). Per esempio, un primo valore del segnale DIRH (per es., 0) pu? abilitare l?attivazione della coppia di switch HS1, LS2, e un secondo valore del segnale DIRH (per es., 1) pu? abilitare l?attivazione della coppia di switch HS2, LS1.
Il segnale digitale PWMH ricevuto nel circuito logico 36 pu? essere un segnale usato per controllare l?attivazione del motore M (per es., per controllare la quantit? di coppia fornita dal motore M o la sua velocit? di rotazione). Per esempio, il segnale PWMH pu? comprendere un segnale a onda quadra avente un duty-cycle variabile tra lo 0% (corrispondente a una coppia zero fornita dal motore M) e il 100% (corrispondente a una coppia massima fornita dal motore M).
Perci?, in una o pi? forme di attuazione il circuito logico 36 pu? essere configurato (per es., mediante registri di configurazione interni) per attivare i circuiti di pilotaggio di gate 32a, 32b, 34a e 34b in funzione dei valori dei segnali DIRH e PWMH.
In aggiunta, in una o pi? forme di attuazione i circuiti di pilotaggio di gate 32a, 32b, 34a e 34b possono essere configurati per riferire informazioni di diagnostica al circuito di diagnostica 36 mediante rispettivi segnali D2a, D2b, D4a, D4b.
In una o pi? forme di attuazione, il circuito rilevatore di sovratensione 38 pu? comprendere un circuito comparatore analogico configurato per confrontare la tensione di alimentazione VS con un valore di soglia analogico, eventualmente con isteresi, per fornire al circuito logico 36 un segnale di uscita indicativo di un evento di sovratensione rilevato al pin di alimentazione 300.
Puramente a titolo di esempio non limitativo, nel circuito 38 la tensione di alimentazione VS pu? essere confrontata con un valore di soglia superiore VA,H nell?intervallo da 22,5 V a 25,5 V, preferibilmente uguale a 24,0 V, e con un valore di soglia inferiore VA,L nell?intervallo da 21,0 V a 25,0 V, preferibilmente uguale a 22,5 V, risultando cos? in un comportamento con isteresi. Il valore di isteresi pu? essere nell?intervallo da 0,5 V a 1,5 V, con un valore preferito di circa 1,0 V.
In una o pi? forme di attuazione, la rilevazione di un evento di sovratensione nel circuito rilevatore di sovratensione 38 pu? cos? essere implementata come una funzionalit? ?dal vivo? (o ?in tempo reale? (?real-time?)), cio?, il segnale di uscita del circuito rilevatore di sovratensione 38 pu? essere asserito o deasserito in base (soltanto) al confronto della tensione di alimentazione VS con una o pi? soglie VA,H, VA,L.
Il circuito rilevatore di sovratensione 38 pu? assorbire una corrente di inattivit? (?quiescent current?) aggiuntiva di circa 1 ?A.
Come esemplificato nella Figura 3, il circuito logico 36 pu? essere configurato per eseguire una routine logica 360, che pu? essere indicata come una routine di ?monitoraggio della tensione di alimentazione? nella presente descrizione. In particolare, la routine logica 360 pu? comprendere campionare il valore della tensione di alimentazione VS per mezzo di un convertitore analogico/digitale (ADC, ?Analog-to-Digital Converter?) all?interno del circuito logico 36 che funziona a una determinata frequenza di campionamento, e confrontare detto valore campionato con un valore di soglia digitale, eventualmente con isteresi, cos? da monitorare gli eventi di sovratensione al pin di alimentazione 300.
Puramente a titolo di esempio non limitativo, la tensione di alimentazione VS campionata dal circuito logico 36 pu? essere confrontata con un valore di soglia superiore VD,H nell?intervallo da 19,5 V a 22,5 V, e con un valore di soglia inferiore VD,L nell'intervallo da 18,5 V a 22,5 V, risultando cos? in un comportamento con isteresi. Il valore di isteresi pu? essere nell?intervallo da 0,5 V a 1,5 V, con un valore preferito di circa 1,0 V.
La routine di monitoraggio della tensione di alimentazione 360 pu? assorbire una corrente di inattivit? aggiuntiva di circa 250 ?A.
Perci?, una o pi? forme di attuazione possono essere provviste sia di un circuito rilevatore di sovratensione analogico 38, sia di una routine di monitoraggio della tensione di alimentazione digitale 360 per rilevare e/o monitorare gli eventi di sovratensione al nodo di alimentazione 300. Inoltre, in considerazione del loro consumo di potenza differente, il circuito rilevatore analogico 38 e la routine di monitoraggio digitale 360 possono essere attivati selettivamente in funzione dello stato di funzionamento del circuito di pilotaggio 30, come descritto ulteriormente in dettaglio in seguito.
In una o pi? forme di attuazione, il circuito di pilotaggio 30 pu? essere configurato per funzionare secondo stati di funzionamento differenti. Per esempio, il funzionamento del circuito di pilotaggio 30 pu? essere gestito da una macchina a stati 40 come esemplificata nella Figura 4, comprendente uno stato di funzionamento attivo A, uno stato di funzionamento di stand-by SB e uno stato di funzionamento di fail-safe FS.
Nello stato di funzionamento attivo A, il dispositivo 10 e il circuito di pilotaggio 30 possono essere completamente funzionali, per es., tutte le funzionalit? disponibili possono essere attivate.
Nello stato di funzionamento di stand-by SB, alcune funzionalit? del circuito di pilotaggio 30 possono non essere attivate, allo scopo di ridurre la dissipazione di potenza. Per esempio, la comunicazione tra il circuito di pilotaggio 30 e l?unit? di elaborazione 50 pu? essere disabilitata, e il funzionamento del circuito di pilotaggio 30 pu? essere ridotto cos? da ridurre il consumo di potenza.
Nello stato di funzionamento di fail-safe FS, il dispositivo 10 ? impostato in una condizione di sicurezza, per es., una condizione che non ? dannosa per i passeggeri del veicolo V. Anche in questo stato, alcune funzionalit? del circuito di pilotaggio 30 possono non essere attivate.
A titolo di esempio, nello stato di funzionamento di stand-by SB e nello stato di funzionamento di fail-safe FS il circuito logico 36 pu? non essere abilitato a pilotare nessuno dei circuiti di pilotaggio di gate 32a, 32b, 34a, 34b per attivare alcuno degli switch nel circuito a ponte H, e il circuito a pompa di carica che fornisce la tensione di alimentazione VCP pu? essere spento. Nello stato di stand-by SB e nello stato di funzionamento di fail-safe FS, il circuito logico 36 pu? non essere abilitato ad eseguire la routine di monitoraggio della tensione di alimentazione 360, siccome l?ADC nel circuito logico 36 pu? essere disattivato. Nello stato di funzionamento di stand-by SB e nello stato di funzionamento di fail-safe FS, il circuito rilevatore di sovratensione 38 pu? essere attivo per rilevare gli eventi di sovratensione al pin di alimentazione 300.
Come esemplificato nella Figura 4, un circuito di pilotaggio 30 che funziona nello stato attivo A pu? commutare allo stato di stand-by SB come risultato di un comando ricevuto (freccia 400), per es., un comando ricevuto dall?unit? di elaborazione 50 mediante un?interfaccia SPI. In alternativa, un circuito di pilotaggio 30 che funziona nello stato attivo A pu? commutare (automaticamente) allo stato di fail-safe FS come risultato del fatto che ? rilevata una condizione di guasto (freccia 402), per es., un malfunzionamento del watchdog rilevato. Una commutazione allo stato di fail-safe FS pu? anche avere luogo dallo stato di stand-by SB (freccia 404), secondo le stesse condizioni di una condizione di guasto rilevata.
Si nota che eventi di sovratensione possono verificarsi al pin di alimentazione 300 mentre il circuito di pilotaggio 30 funziona in uno qualsiasi degli stati di funzionamento attivo, di stand-by e di fail-safe.
Si nota che, in una o pi? forme di attuazione, un?attivazione di entrambi gli switch low-side LS1, LS2 per frenare il motore M pu? avere luogo (soltanto) a condizione che il circuito di pilotaggio 30 stia funzionando nello stato di funzionamento attivo A, siccome negli altri stati di funzionamento il circuito logico 36 pu? non essere abilitato a pilotare nessuno dei circuiti di pilotaggio di gate 32a, 32b, 34a, 34b.
Perci?, in una o pi? forme di attuazione, come risultato del fatto che si verifica un evento di sovratensione che ? rilevato dal circuito di monitor analogico 38 mentre il circuito di pilotaggio 30 sta funzionando negli stati di funzionamento di stand-by o di fail-safe, il circuito di pilotaggio 30 pu? commutare allo stato di funzionamento attivo (per es., si pu? ?risvegliare?: si vedano le frecce 406, 408 nella Figura 4).
Una volta commutato sullo stato di funzionamento attivo A, il circuito di pilotaggio 30 pu? attivare successivamente entrambi gli switch low-side LS1, LS2 per frenare il motore M, a seconda dell?esito della routine di monitoraggio della tensione di alimentazione 360.
In una o pi? forme di attuazione, il circuito di pilotaggio 30 pu? essere configurato, quando funziona nello stato di funzionamento attivo A, per gestire una protezione TCCP (Time Cross-Current Protection) per evitare la conduzione di una corrente incrociata (?cross-current?) tra gli switch high-side e low-side nel circuito a ponte H. Per esempio, una tale caratteristica di protezione da corrente incrociata pu? essere gestita in digitale dal circuito logico 36 inibendo l?attivazione contemporanea di entrambi gli switch nello stesso ramo del circuito a ponte H.
In una o pi? forme di attuazione, un registro di controllo del circuito di pilotaggio 30 (per es., compreso nel circuito di interfaccia, logica e diagnostica 36) pu? comprendere un bit di configurazione dedicato (per es., GENERATOR_MODE_EN). In funzione del valore del bit di configurazione dedicato, la modalit? di generatore del circuito di pilotaggio 30 pu? essere abilitata (per es., se GENERATOR_MODE_EN = 1) o disabilitata (per es., se GENERATOR_MODE_EN = 0). Il circuito rilevatore di sovratensione 38 pu? essere abilitato o disabilitato di conseguenza. In una o pi? forme di attuazione, la routine di monitoraggio della tensione di alimentazione 360 pu? essere abilitata come risultato del fatto che il circuito di pilotaggio 30 funziona nello stato di funzionamento attivo A, indipendentemente dal fatto che la modalit? di generatore sia abilitata oppure no.
Perci?, in una o pi? forme di attuazione il circuito rilevatore di sovratensione 38 e la routine di monitoraggio della tensione di alimentazione 360 possono essere abilitati o disabilitati come esemplificato nella Tabella I qui di seguito:
Tabella I
Nello stato di funzionamento attivo, in risposta al fatto che un evento di sovratensione ? rilevato dalla routine di monitoraggio 360 e che la modalit? di generatore ? abilitata (GENERATOR_MODE_EN=1), gli switch low-side nel circuito a ponte H possono essere attivati e il circuito a pompa di carica pu? essere spento.
Nello stato di funzionamento attivo, in risposta al fatto che un evento di sovratensione ? rilevato dalla routine di monitoraggio 360 e che la modalit? di generatore ? disabilitata (GENERATOR_MODE_EN=0), il circuito a ponte H pu? essere spento e il circuito a pompa di carica pu? essere spento.
Fornire la possibilit? di attivare selettivamente la modalit? di generatore pu? essere vantaggioso, per esempio, nel caso in cui il circuito di pilotaggio 30 sia usato in applicazioni di bagagliaio ad azionamento elettrico (POT, ?Power Operated Trunk?). Per esempio, il circuito di pilotaggio 30 pu? comprendere una circuiteria aggiuntiva configurata per gestire l?elettronica di altre serrature del veicolo (per es., le portiere di un?automobile). In questo caso, pu? non essere necessario abilitare la modalit? di generatore. In una o pi? forme di attuazione, il valore di default del bit di configurazione dedicato GENERATOR_MODE_EN pu? essere uguale a 1, cos? da avere come risultato che la modalit? di generatore sia abilitata di default all?avvio del dispositivo.
Una o pi? forme di attuazione possono trarre vantaggio dal fatto che l?implementazione della ?modalit? di generatore? pu? essere integrata (?embedded?) all?interno del circuito di pilotaggio 30 e pu? essere completamente autonoma, cosicch? una reazione ad eventi di sovratensione pu? essere veloce nella misura in cui pu? non comportare il funzionamento di alcun componente esterno al circuito di pilotaggio 30 stesso (per esempio, un funzionamento del circuito di elaborazione 50). Perci?, una o pi? forme di attuazione possono favorire un?attivazione tempestiva degli switch low-side LS1, LS2 come risultato del fatto che un evento di sovratensione ? rilevato al pin di tensione di alimentazione 300.
In aggiunta, una o pi? forme di attuazione possono fornire circuiti di pilotaggio e dispositivi per ponti H (?h-bridge?) con protezione da sovratensione a un costo ridotto se confrontato con le soluzioni precedenti.
In aggiunta, una o pi? forme di attuazione possono fornire una protezione da sovratensione implementata in hardware, senza la necessit? di sviluppare un software specifico a questo scopo.
Come qui esemplificato, un circuito (per es., 30) pu? comprendere:
un pin di alimentazione (per es., 300) configurato per ricevere una tensione di alimentazione (per es., VS),
un insieme di pin di controllo (per es., 302a, 302b, 304a, 304b) configurati per fornire un insieme di rispettivi segnali di controllo per controllare l?attivit? di commutazione di un insieme di rispettivi switch (per es., HS1, HS2, LS1, LS2) di un circuito a ponte H, in cui detto insieme di rispettivi switch comprende una coppia di switch high-side (per es., HS1, HS2) e una coppia di switch low-side (per es., LS1, LS2),
una circuiteria di controllo (per es., 36) accoppiata (per es., 32a, 32b, 34a, 34b) a detto insieme di pin di controllo e configurata per generare detto insieme di segnali di controllo (per es., in funzione di almeno un segnale di ingresso, come DIRH, PWMH, ricevuto da un?unit? di elaborazione, come 50), e
una circuiteria di rilevamento (per es., 38, 360) accoppiata a detto pin di alimentazione e configurata per generare un segnale di rilevazione indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione supera un valore di soglia.
Come qui esemplificato, la circuiteria di controllo pu? essere sensibile a detto segnale di rilevazione e pu? essere configurata per generare detti segnali di controllo per attivare una tra detta coppia di switch high-side e detta coppia di switch low-side, e per disattivare l?altra tra detta coppia di switch high-side e detta coppia di switch low-side, come risultato del fatto che detto segnale di rilevazione ? indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione supera detto valore di soglia.
Come qui esemplificato, la circuiteria di rilevamento accoppiata a detto pin di alimentazione pu? comprendere un circuito comparatore analogico (per es., 38) configurato per confrontare detta tensione di alimentazione con almeno un rispettivo valore di soglia.
Come qui esemplificato, il circuito comparatore analogico pu? comprendere un circuito comparatore con isteresi, il circuito comparatore con isteresi avendo un valore di soglia inferiore preferibilmente tra 21,0 V e 25,0 V, pi? preferibilmente uguale a 22,5 V, e un valore di soglia superiore preferibilmente tra 22,5 V e 25,5 V, pi? preferibilmente uguale a 24,0 V.
Come qui esemplificato, il circuito comparatore analogico pu? essere abilitabile o disabilitabile selettivamente, preferibilmente in funzione di un valore memorizzato in un registro di controllo di detto circuito di pilotaggio.
Come qui esemplificato, la circuiteria di rilevamento accoppiata a detto pin di alimentazione pu? comprendere: un circuito convertitore analogico/digitale configurato per fornire una rappresentazione digitale di detta tensione di alimentazione, e
un circuito digitale (per es., 360) configurato per confrontare detta rappresentazione digitale di detta tensione di alimentazione con almeno un rispettivo valore di soglia (per es., a una frequenza di campionamento determinata).
Come qui esemplificato, il circuito digitale pu? comprendere un circuito comparatore digitale con isteresi, il circuito comparatore digitale con isteresi avendo un valore di soglia inferiore preferibilmente tra 18,5 V e 22,5 V e un valore di soglia superiore preferibilmente tra 19,5 V e 22,5 V.
Come qui esemplificato, la circuiteria di controllo pu? essere configurata (per es., 40) per funzionare in alternativa:
in uno stato di funzionamento attivo (per es., A), in cui la circuiteria di controllo ? abilitata a generare detto insieme di segnali di controllo e detto circuito digitale ? abilitato, e
in almeno uno stato di funzionamento inattivo (per es., SB, FS), in cui la circuiteria di controllo non ? abilitata a generare detto insieme di segnali di controllo e detto circuito digitale non ? abilitato.
Come qui esemplificato, la circuiteria di controllo pu? essere configurata per commutare da detto almeno uno stato di funzionamento inattivo a detto stato di funzionamento attivo come risultato del fatto che detto segnale di rilevazione generato da detto circuito comparatore analogico ? indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione supera detto valore di soglia.
Come qui esemplificato, la circuiteria di controllo pu? essere configurata per generare detti segnali di controllo per attivare detta coppia di switch low-side e per disattivare detta coppia di switch high-side come risultato del fatto che detto segnale di rilevazione ? indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione supera detto valore di soglia.
Come qui esemplificato, un sistema pu? comprendere: un motore elettrico (per es., M),
un circuito a ponte H accoppiato al motore elettrico e configurato per pilotare il motore elettrico,
un circuito secondo una o pi? forme di attuazione accoppiato al circuito a ponte H,
una sorgente di alimentazione (per es., BAT) configurata per fornire detta tensione di alimentazione a detto pin di alimentazione di detto circuito e a detto circuito a ponte H, e
un?unit? di elaborazione (per es., 50) accoppiata a detto circuito e configurata per generare almeno un segnale di ingresso (per es., DIRH, PWMH) per controllare il circuito.
Come qui esemplificato, un veicolo (per es., V) pu? comprendere un sistema secondo una o pi? forme di attuazione, in cui detto motore elettrico pu? azionare un bagagliaio ad azionamento elettrico di detto veicolo.
Come qui esemplificato, un procedimento di funzionamento di un circuito secondo una o pi? forme di attuazione pu? comprendere:
ricevere una tensione di alimentazione,
fornire un insieme di segnali di controllo per controllare l?attivit? di commutazione di un insieme di rispettivi switch di un circuito a ponte H, in cui detto insieme di rispettivi switch comprende una coppia di switch high-side e una coppia di switch low-side,
generare detto insieme di segnali di controllo in funzione di almeno un segnale di ingresso ricevuto da un?unit? di elaborazione,
generare un segnale di rilevazione indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione supera un valore di soglia, e
generare detto insieme di segnali di controllo per attivare una tra detta coppia di switch high-side e detta coppia di switch low-side e per disattivare l?altra tra detta coppia di switch high-side e detta coppia di switch low-side come risultato del fatto che detto segnale di rilevazione ? indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione supera detto valore di soglia.
Fermi restando i principi di fondo, i dettagli e le forme di attuazione possono variare, anche in modo apprezzabile, rispetto a quanto ? stato descritto, puramente a titolo di esempio, senza uscire dall?ambito di protezione.
L?ambito di protezione ? definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI
1. Circuito (30), comprendente:
un pin di alimentazione (300) configurato per ricevere una tensione di alimentazione (VS),
un insieme di pin di controllo (302a, 302b, 304a, 304b) configurati per fornire un insieme di rispettivi segnali di controllo per controllare l?attivit? di commutazione di un insieme di rispettivi switch (HS1, HS2, LS1, LS2) di un circuito a ponte H, in cui detto insieme di rispettivi switch (HS1, HS2, LS1, LS2) comprende una coppia di switch high-side (HS1, HS2) e una coppia di switch lowside (LS1, LS2),
una circuiteria di controllo (36) accoppiata (32a, 32b, 34a, 34b) a detto insieme di pin di controllo (302a, 302b, 304a, 304b) e configurata per generare detto insieme di segnali di controllo, e
una circuiteria di rilevamento (38, 360) accoppiata a detto pin di alimentazione (300) e configurata per generare un segnale di rilevazione indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione (VS) supera un valore di soglia, in cui detta circuiteria di controllo (36) ? sensibile a detto segnale di rilevazione ed ? configurata per generare detti segnali di controllo per attivare una tra detta coppia di switch high-side (HS1, HS2) e detta coppia di switch low-side (LS1, LS2) e per disattivare l?altra tra detta coppia di switch high-side (HS1, HS2) e detta coppia di switch low-side (LS1, LS2) come risultato del fatto che detto segnale di rilevazione ? indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione (VS) supera detto valore di soglia.
2. Circuito (30) secondo la rivendicazione 1, in cui detta circuiteria di rilevamento accoppiata a detto pin di alimentazione (300) comprende un circuito comparatore analogico (38) configurato per confrontare detta tensione di alimentazione (VS) con almeno un rispettivo valore di soglia.
3. Circuito (30) secondo la rivendicazione 2, in cui detto circuito comparatore analogico (38) comprende un circuito comparatore con isteresi, il circuito comparatore con isteresi avendo un valore di soglia inferiore preferibilmente tra 21,0 V e 25,0 V, pi? preferibilmente uguale a 22,5 V, e un valore di soglia superiore preferibilmente tra 22,5 V e 25,5 V, pi? preferibilmente uguale a 24,0 V.
4. Circuito (30) secondo la rivendicazione 2 o la rivendicazione 3, in cui detto circuito comparatore analogico (38) ? abilitabile o disabilitabile selettivamente, preferibilmente in funzione di un valore memorizzato in un registro di controllo di detto circuito di pilotaggio (30).
5. Circuito (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta circuiteria di rilevamento accoppiata a detto pin di alimentazione (300) comprende:
un circuito convertitore analogico/digitale configurato per fornire una rappresentazione digitale di detta tensione di alimentazione (VS), e
un circuito digitale (360) configurato per confrontare detta rappresentazione digitale di detta tensione di alimentazione (VS) con almeno un rispettivo valore di soglia.
6. Circuito (30) secondo la rivendicazione 5, in cui detto circuito digitale (360) comprende un circuito comparatore digitale con isteresi, il circuito comparatore digitale con isteresi avendo un valore di soglia inferiore preferibilmente tra 18,5 V e 22,5 V e un valore di soglia superiore preferibilmente tra 19,5 V e 22,5 V.
7. Circuito (30) secondo le rivendicazioni 1, 2 e 5, in cui detta circuiteria di controllo (36) ? configurata (40) per funzionare in alternativa:
in uno stato di funzionamento attivo (A), in cui la circuiteria di controllo (36) ? abilitata a generare detto insieme di segnali di controllo e detto circuito digitale (360) ? abilitato, e
in almeno uno stato di funzionamento inattivo (SB, FS), in cui la circuiteria di controllo (36) non ? abilitata a generare detto insieme di segnali di controllo e detto circuito digitale (360) non ? abilitato,
e in cui detta circuiteria di controllo (36) ? configurata (40) per commutare da detto almeno uno stato di funzionamento inattivo (SB, FS) a detto stato di funzionamento attivo (A) come risultato del fatto che detto segnale di rilevazione generato da detto circuito comparatore analogico (38) ? indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione (VS) supera detto valore di soglia.
8. Circuito (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta circuiteria di controllo (36) ? configurata per generare detti segnali di controllo per attivare detta coppia di switch low-side (LS1, LS2) e per disattivare detta coppia di switch highside (HS1, HS2) come risultato del fatto che detto segnale di rilevazione ? indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione (VS) supera detto valore di soglia.
9. Sistema comprendente:
un motore elettrico (M),
un circuito a ponte H (HS1, HS2, LS1, LS2) accoppiato a detto motore elettrico (M) e configurato per pilotare il motore elettrico (M),
un circuito (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti accoppiato a detto circuito a ponte H,
una sorgente di alimentazione (BAT) configurata per fornire detta tensione di alimentazione (VS) a detto pin di alimentazione (300) di detto circuito (30) e a detto circuito a ponte H, e
un?unit? di elaborazione (50) accoppiata a detto circuito (30) e configurata per generare almeno un segnale di ingresso (DIRH, PWMH) per controllare il circuito (30).
10. Veicolo (V) comprendente un sistema secondo la rivendicazione 9, in cui detto motore elettrico (M) aziona un bagagliaio ad azionamento elettrico di detto veicolo (V).
11. Procedimento di funzionamento di un circuito (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 8, il procedimento comprendendo:
ricevere (300) una tensione di alimentazione (VS), fornire (302a, 302b, 304a, 304b) un insieme di segnali di controllo per controllare l?attivit? di commutazione di un insieme di rispettivi switch (HS1, HS2, LS1, LS2) di un circuito a ponte H, in cui detto insieme di rispettivi switch (HS1, HS2, LS1, LS2) comprende una coppia di switch high-side (HS1, HS2) e una coppia di switch low-side (LS1, LS2),
generare (36) detto insieme di segnali di controllo in funzione di almeno un segnale di ingresso (DIRH, PWMH) ricevuto da un?unit? di elaborazione (50),
generare (38, 360) un segnale di rilevazione indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione (VS) supera un valore di soglia, e
generare (36) detto insieme di segnali di controllo per attivare una tra detta coppia di switch high-side (HS1, HS2) e detta coppia di switch low-side (LS1, LS2) e per disattivare l?altra tra detta coppia di switch high-side (HS1, HS2) e detta coppia di switch low-side (LS1, LS2) come risultato del fatto che detto segnale di rilevazione ? indicativo del fatto che detta tensione di alimentazione (VS) supera detto valore di soglia.
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