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In den Randabschluss integrierte Spannungsüberwachung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017527D
Original Publication Date: 2001-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 30K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Herrmann Fischer: AUTHOR [+3]

Abstract

Die Kollektor-Emitter-Spannung des IGBT für Zündsysteme von Ottomotoren variiert im Betrieb bis hinauf zur Klemmenspannung der aktiven Zenerdiodenanordnung von z.B. 400 V. Zur Zustandskontrolle des IGBT kann der Basischip mit einer Ansteuerungsschaltung auf einem separaten (Top-) Chip verbunden werden. Dadurch ist es z.B. möglich, durch Überwachung der Kollektorspannung des IGBT die Zündung zu kontrollieren. Auf dem Top-Chip sind aber nur Spannungen bis ca. 40 V zulässig.

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Bauelemente

In den Randabschluss integrierte Spannungsüberwachung

Idee: Dr. Herrmann Fischer, München; Paul Nance, Sunnyvale (USA);

Dr. Werner Kanert, Holzkirchen

Die Kollektor-Emitter-Spannung des IGBT für Zündsysteme von Ottomotoren variiert im Betriebbis hinauf zur Klemmenspannung der aktiven Zenerdiodenanordnung von z.B. 400 V. ZurZustandskontrolle des IGBT kann der Basischip mit einer Ansteuerungsschaltung auf einemseparaten (Top-) Chip verbunden werden. Dadurch ist es z.B. möglich, durch Überwachung derKollektorspannung des IGBT die Zündung zu kontrollieren. Auf dem Top-Chip sind aber nurSpannungen bis ca. 40 V zulässig.

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung zur Spannungsüberwachung auf dem Top-Chipwährend des aktiven Betriebs des IGBT. Durch die Verwendung einer Reihenschaltung ausWiderstand und Zenerdiodenkette wird erreicht, dass bei Überschreiten eines vorgegebenenWerts ein Signal erzeugt werden kann.

Die Schaltungsteile der Spannungsüberwachung verteilen sich auf Basis- und Top-Chip. DerSpannungsteiler auf dem Basischip verbindet den Kollektor des IGBT mit dem Bondpad (BP).Die Parallelschaltung einer Zenerdiode (ZT) und einer Stromquelle (I) befindet sich auf dem Top-Chip und verbindet GND mit dem Bondpad. Von dort führt eine weiter nicht dargestellteSignalleitung zur Detektierung der Kollektorspannung auf einen Diagnosepin.

Ziel der Schaltung ist es, die Zeitdauer der aktiven Klemmung des IGBT zu detektieren, umFehlfunktionen des Bauteils bzw. der Zündung erkennen zu können. Dazu soll der Signalpegel amDiagnosepin bei Erreichen einer Kollektorspannung von 100 V von Low auf High wechseln. Biszu einer Spannung von ca. 74 V ist die Zenerdiodenkette (ZB) gesperrt und es kann kein Stromfließen. Wird die Spannung weiter erhöht, nimmt...