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▶ インフィニオン テクノロジーズ オーストリア アーゲーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024045055
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】短絡状態を検出するためのゲートドライバシステム
(51)【国際特許分類】
H02M 1/00 20070101AFI20240326BHJP
H03K 17/0812 20060101ALI20240326BHJP
H03K 17/06 20060101ALI20240326BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20240326BHJP
H02M 1/08 20060101ALI20240326BHJP
H03K 17/567 20060101ALN20240326BHJP
H03K 17/08 20060101ALN20240326BHJP
【ＦＩ】
H02M1/00 C
H03K17/0812
H03K17/06 063
H02M7/48 M
H02M1/08 A
H03K17/567
H03K17/08 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】29
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023150783
(22)【出願日】2023-09-19
(31)【優先権主張番号】17/933,615
(32)【優先日】2022-09-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】516153409
【氏名又は名称】インフィニオン テクノロジーズ オーストリア アーゲー
【氏名又は名称原語表記】Ｉｎｆｉｎｅｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ａｕｓｔｒｉａ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓｓｔｒ． ２， Ａ－９５００ Ｖｉｌｌａｃｈ， Ａｕｓｔｒｉａ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】ユーチアン チウ
(72)【発明者】
【氏名】ビン ティアン
【テーマコード（参考）】
5H740
5H770
5J055
【Ｆターム（参考）】
5H740AA10
5H740BA11
5H740BB09
5H740BB10
5H740BC01
5H740BC02
5H740HH05
5H740KK01
5H740MM01
5H740MM11
5H770AA29
5H770BA01
5H770DA03
5H770DA41
5H770EA01
5H770GA03
5H770GA04
5H770GA06
5H770LA05X
5H770LA05Z
5H770LB05
5H770LB10
5J055AX34
5J055BX16
5J055CX20
5J055CX28
5J055DX09
5J055DX59
5J055EY01
5J055EY10
5J055EY12
5J055EZ10
5J055EZ18
5J055EZ20
5J055EZ23
5J055EZ39
5J055EZ63
5J055FX05
5J055FX12
5J055FX38
5J055GX01
5J055GX02
5J055GX03
5J055GX04
(57)【要約】
【課題】短絡状態を検出するためのゲートドライバシステムを提供する。
【解決手段】ドライバシステムは、第１の出力ノードに第１の負荷電流を生成する第１のハーフブリッジと、第２の出力ノードに第２の負荷電流を生成する第２のハーフブリッジと、第１の出力ノードに結合された第１の電圧充電デバイスと、第２の出力ノードに結合された第２の電圧充電デバイスと、を含む。ドライバシステムにおける短絡状態を検出する方法は、第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出するステップと、第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出するステップと、第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するステップと、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】ドライバシステムは、第１の出力ノードに第１の負荷電流を生成する第１のハーフブリッジと、第２の出力ノードに第２の負荷電流を生成する第２のハーフブリッジと、第１の出力ノードに結合された第１の電圧充電デバイスと、第２の出力ノードに結合された第２の電圧充電デバイスと、を含む。ドライバシステムにおける短絡状態を検出する方法は、第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出するステップと、第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出するステップと、第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するステップと、を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータを駆動するように構成されたドライバシステムであって、前記ドライバシステムは、
第１のハーフブリッジ回路と、
第２のハーフブリッジ回路と、
第１の電圧充電デバイスと、
第２の電圧充電デバイスと、
診断回路と、
を含み、
前記第１のハーフブリッジ回路は、第１の出力ノードにおいて結合される第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタを含み、前記第１のハイサイドトランジスタおよび前記第１のローサイドトランジスタは、前記モータを駆動するために前記第１の出力ノードにおいて第１の負荷電流を協働して生成するように構成され、
前記第２のハーフブリッジ回路は、第２の出力ノードにおいて結合される第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタを含み、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタは、前記モータを駆動するために前記第２の出力ノードにおいて第２の負荷電流を協働して生成するように構成され、
前記第１の電圧充電デバイスは、第１の電源および前記第１の出力ノードに結合され、
前記第２の電圧充電デバイスは、第２の電源および前記第２の出力ノードに結合され、
前記診断回路は、前記第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視し、前記第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出し、前記第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出し、前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するように構成される、
ドライバシステム。
第１のハーフブリッジ回路と、
第２のハーフブリッジ回路と、
第１の電圧充電デバイスと、
第２の電圧充電デバイスと、
診断回路と、
を含み、
前記第１のハーフブリッジ回路は、第１の出力ノードにおいて結合される第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタを含み、前記第１のハイサイドトランジスタおよび前記第１のローサイドトランジスタは、前記モータを駆動するために前記第１の出力ノードにおいて第１の負荷電流を協働して生成するように構成され、
前記第２のハーフブリッジ回路は、第２の出力ノードにおいて結合される第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタを含み、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタは、前記モータを駆動するために前記第２の出力ノードにおいて第２の負荷電流を協働して生成するように構成され、
前記第１の電圧充電デバイスは、第１の電源および前記第１の出力ノードに結合され、
前記第２の電圧充電デバイスは、第２の電源および前記第２の出力ノードに結合され、
前記診断回路は、前記第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視し、前記第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出し、前記第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出し、前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するように構成される、
ドライバシステム。
【請求項2】
前記診断回路は、前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の前記時間差が前記時間差しきい値以上であるという条件で、正常動作状態を検出するように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項3】
前記診断回路は、前記第１の充電時間に対して前記時間差しきい値未満の時間遅延で前記第２の充電時間が発生するという条件で、前記短絡状態を検出するように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項4】
前記診断回路は、前記第１の充電時間に対して前記時間差しきい値以上の時間遅延で前記第２の充電時間が発生するという条件で、正常動作状態を検出するように構成される、
請求項３に記載のドライバシステム。
請求項３に記載のドライバシステム。
【請求項5】
前記ドライバシステムは、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第１のローサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタを、少なくともオン状態とオフ状態とを含むそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するように構成されたドライバ回路をさらに含み、
前記診断回路が前記第１の電圧充電デバイスの前記第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの前記第２の充電電圧を監視している間に、前記ドライバ回路は、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタをオフ状態に維持し、前記第１のローサイドトランジスタを前記オン状態と前記オフ状態との間で駆動するように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
前記診断回路が前記第１の電圧充電デバイスの前記第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの前記第２の充電電圧を監視している間に、前記ドライバ回路は、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタをオフ状態に維持し、前記第１のローサイドトランジスタを前記オン状態と前記オフ状態との間で駆動するように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項6】
前記診断回路が前記第１の電圧充電デバイスの前記第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの前記第２の充電電圧を監視している間に、前記ドライバ回路は、前記制御信号のうちの１つを可変駆動信号として生成し、前記可変駆動信号を前記第１のローサイドトランジスタの制御端子に供給して前記第１のローサイドトランジスタを前記オン状態と前記オフ状態との間で駆動するように構成される、
請求項５に記載のドライバシステム。
請求項５に記載のドライバシステム。
【請求項7】
前記可変駆動信号は、パルス幅変調（ＰＷＭ）駆動信号である、
請求項６に記載のドライバシステム。
請求項６に記載のドライバシステム。
【請求項8】
前記ドライバ回路は、開始時刻において前記可変駆動信号を開始するように構成され、前記第１の電圧充電デバイスの充電および前記第２の電圧充電デバイスの充電は、前記開始時刻において開始する、
請求項６に記載のドライバシステム。
請求項６に記載のドライバシステム。
【請求項9】
前記診断回路は、前記第１の充電時間を、前記開始時刻から、前記第１の充電電圧が前記第１のしきい値電圧に充電される第１の後続時刻までの第１の継続時間として決定し、前記第２の充電時間を、前記開始時刻から、前記第２の充電電圧が前記第２のしきい値電圧に充電される第２の後続時刻までの第２の継続時間として決定するように構成される、
請求項８に記載のドライバシステム。
請求項８に記載のドライバシステム。
【請求項10】
前記ドライバ回路は、
前記第１のハイサイドトランジスタおよび前記第１のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための前記制御信号を生成するように構成された第１のドライバと、
前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための前記制御信号を生成するように構成された第２のドライバと、
を含む、
請求項５に記載のドライバシステム。
前記第１のハイサイドトランジスタおよび前記第１のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための前記制御信号を生成するように構成された第１のドライバと、
前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための前記制御信号を生成するように構成された第２のドライバと、
を含む、
請求項５に記載のドライバシステム。
【請求項11】
前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタがオフ状態にある間、ならびに、前記第１のローサイドトランジスタが前記オン状態と前記オフ状態との間で駆動されている間に、第１の電流は、前記第１の電圧充電デバイスから前記第１の出力ノードおよび前記第１のローサイドトランジスタを通って流れるように構成され、第２の電流は、前記第２の電圧充電デバイスから前記第２の出力ノードおよび前記第１のローサイドトランジスタを通って流れるように構成され、
正常動作状態の下では、前記第２の電流は、前記第２の出力ノードから前記モータのモータ巻線を通って前記第１のローサイドトランジスタに流れるように構成され、
前記短絡状態が存在する故障状態の下では、前記第２の電流は、前記第２の出力ノードから短絡を通って前記第１のローサイドトランジスタに流れるように構成される、
請求項５に記載のドライバシステム。
正常動作状態の下では、前記第２の電流は、前記第２の出力ノードから前記モータのモータ巻線を通って前記第１のローサイドトランジスタに流れるように構成され、
前記短絡状態が存在する故障状態の下では、前記第２の電流は、前記第２の出力ノードから短絡を通って前記第１のローサイドトランジスタに流れるように構成される、
請求項５に記載のドライバシステム。
【請求項12】
前記ドライバシステムは、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第１のローサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタを、少なくともオン状態とオフ状態とを含むそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するように構成されたドライバ回路をさらに含み、
前記診断回路が前記第１の電圧充電デバイスの前記第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの前記第２の充電電圧を監視している間に、前記ドライバ回路は、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタをオフ状態に維持し、前記第１のローサイドトランジスタを前記オン状態と前記オフ状態との間で駆動するように構成され、
前記診断回路は、前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の前記時間差が前記時間差しきい値以上であるという条件で、正常動作状態を検出するように構成され、
前記診断回路が前記正常動作状態を検出したことを条件に、前記診断回路は、前記第１のハイサイドトランジスタおよび前記第２のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを可能にするように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
前記診断回路が前記第１の電圧充電デバイスの前記第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの前記第２の充電電圧を監視している間に、前記ドライバ回路は、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタをオフ状態に維持し、前記第１のローサイドトランジスタを前記オン状態と前記オフ状態との間で駆動するように構成され、
前記診断回路は、前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の前記時間差が前記時間差しきい値以上であるという条件で、正常動作状態を検出するように構成され、
前記診断回路が前記正常動作状態を検出したことを条件に、前記診断回路は、前記第１のハイサイドトランジスタおよび前記第２のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを可能にするように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項13】
前記診断回路が前記短絡状態を検出したことを条件に、前記診断回路は、前記第１のハイサイドトランジスタおよび前記第２のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを無効にするように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項14】
前記診断回路は、前記第１の充電電圧を前記第１のしきい値電圧と比較し、第１の比較結果を生成するように構成された第１の比較器と、前記第２の充電電圧を前記第２のしきい値電圧と比較し、第２の比較結果を生成するように構成された第２の比較器と、を含み、前記診断回路は、前記第１の比較結果に基づいて前記第１の充電時間を検出し、前記第２の比較結果に基づいて前記第２の充電時間を検出する、
請求項１に記載のドライバシステム。
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項15】
前記診断回路は、前記第１の充電時間および前記第２の充電時間に基づいて前記時間差を計算し、前記時間差を前記時間差しきい値と比較して第３の比較結果を生成し、前記第３の比較結果に基づいて前記短絡状態を検出するように構成される、
請求項１４に記載のドライバシステム。
請求項１４に記載のドライバシステム。
【請求項16】
前記ドライバシステムは、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第１のローサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタを、少なくともオン状態とオフ状態とを含む、それぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するように構成されたドライバ回路をさらに含み、
前記ドライバ回路は、開始時刻において前記第１の電圧充電デバイスの充電および前記第２の電圧充電デバイスの充電を開始するように構成され、
前記診断回路は、前記開始時刻から延在する所定期間内に前記第１の充電時間および前記第２の充電時間の両方を前記診断回路が検出したことを条件として、前記短絡状態を検出するように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
前記ドライバ回路は、開始時刻において前記第１の電圧充電デバイスの充電および前記第２の電圧充電デバイスの充電を開始するように構成され、
前記診断回路は、前記開始時刻から延在する所定期間内に前記第１の充電時間および前記第２の充電時間の両方を前記診断回路が検出したことを条件として、前記短絡状態を検出するように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項17】
前記診断回路は、前記第２の充電時間が前記開始時刻から延在する前記所定期間以上の時間に発生したことを前記診断回路が検出したことを条件として、正常動作状態を検出するように構成される、
請求項１６に記載のドライバシステム。
請求項１６に記載のドライバシステム。
【請求項18】
前記第１の電源および前記第２の電源は、同じ電源である、
請求項１に記載のドライバシステム。
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項19】
前記第１の電圧充電デバイスは、第１のブートストラップキャパシタであり、
前記第２の電圧充電デバイスは、第２のブートストラップキャパシタである、
請求項１に記載のドライバシステム。
前記第２の電圧充電デバイスは、第２のブートストラップキャパシタである、
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項20】
前記第１の充電電圧は、前記第１のブートストラップキャパシタの両端の電圧を表し、
前記第２の充電電圧は、前記第２のブートストラップキャパシタの両端の電圧を表す、
請求項１９に記載のドライバシステム。
前記第２の充電電圧は、前記第２のブートストラップキャパシタの両端の電圧を表す、
請求項１９に記載のドライバシステム。
【請求項21】
前記ドライバシステムは、
前記第１のハイサイドトランジスタおよび前記第１のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するように構成された第１のドライバと、
前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するように構成された第２のドライバと、
をさらに含み、
前記第１の充電電圧は、前記第１のドライバの第１のハイサイド浮遊電源電圧であり、
前記第２の充電電圧は、前記第２のドライバの第２のハイサイド浮遊電源電圧である、
請求項１９に記載のドライバシステム。
前記第１のハイサイドトランジスタおよび前記第１のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するように構成された第１のドライバと、
前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第２のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するように構成された第２のドライバと、
をさらに含み、
前記第１の充電電圧は、前記第１のドライバの第１のハイサイド浮遊電源電圧であり、
前記第２の充電電圧は、前記第２のドライバの第２のハイサイド浮遊電源電圧である、
請求項１９に記載のドライバシステム。
【請求項22】
前記ドライバシステムは、
第３のハーフブリッジ回路と、
第３の電圧充電デバイスと、
をさらに含み、
前記第３のハーフブリッジ回路は、第３の出力ノードにおいて結合される第３のハイサイドトランジスタおよび第３のローサイドトランジスタを含み、前記第３のハイサイドトランジスタおよび前記第３のローサイドトランジスタは、前記モータを駆動するために前記第３の出力ノードにおいて第３の負荷電流を協働して生成するように構成され、
前記第３の電圧充電デバイスは、第３の電源および前記第３の出力ノードに結合され、
前記診断回路は、前記第１の電圧充電デバイスの前記第１の充電電圧、前記第２の電圧充電デバイスの前記第２の充電電圧および前記第３の電圧充電デバイスの第３の充電電圧を監視し、前記第１の充電電圧が前記第１のしきい値電圧に充電される前記第１の充電時間を検出し、前記第２の充電電圧が前記第２のしきい値電圧に充電される前記第２の充電時間を検出し、前記第３の充電電圧が第３のしきい値電圧に充電される第３の充電時間を検出し、前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の第１の時間差が前記時間差しきい値未満であるという条件で、または、前記第１の充電時間と前記第３の充電時間との間の第２の時間差が前記時間差しきい値未満であるという条件で、前記短絡状態を検出するように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
第３のハーフブリッジ回路と、
第３の電圧充電デバイスと、
をさらに含み、
前記第３のハーフブリッジ回路は、第３の出力ノードにおいて結合される第３のハイサイドトランジスタおよび第３のローサイドトランジスタを含み、前記第３のハイサイドトランジスタおよび前記第３のローサイドトランジスタは、前記モータを駆動するために前記第３の出力ノードにおいて第３の負荷電流を協働して生成するように構成され、
前記第３の電圧充電デバイスは、第３の電源および前記第３の出力ノードに結合され、
前記診断回路は、前記第１の電圧充電デバイスの前記第１の充電電圧、前記第２の電圧充電デバイスの前記第２の充電電圧および前記第３の電圧充電デバイスの第３の充電電圧を監視し、前記第１の充電電圧が前記第１のしきい値電圧に充電される前記第１の充電時間を検出し、前記第２の充電電圧が前記第２のしきい値電圧に充電される前記第２の充電時間を検出し、前記第３の充電電圧が第３のしきい値電圧に充電される第３の充電時間を検出し、前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の第１の時間差が前記時間差しきい値未満であるという条件で、または、前記第１の充電時間と前記第３の充電時間との間の第２の時間差が前記時間差しきい値未満であるという条件で、前記短絡状態を検出するように構成される、
請求項１に記載のドライバシステム。
【請求項23】
前記診断回路は、前記第１の時間差および前記第２の時間差の両方が前記時間差しきい値以上であるという条件で、正常動作状態を検出するように構成される、
請求項２２に記載のドライバシステム。
請求項２２に記載のドライバシステム。
【請求項24】
前記ドライバシステムは、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第１のローサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタ、前記第２のローサイドトランジスタ、前記第３のハイサイドトランジスタおよび前記第３のローサイドトランジスタを、少なくともオン状態とオフ状態とを含むそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するように構成されたドライバ回路をさらに含み、
前記診断回路が、前記第１の電圧充電デバイスの前記第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの前記第２の充電電圧を監視している間に、前記ドライバ回路は、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタ、前記第３のハイサイドトランジスタ、前記第２のローサイドトランジスタおよび前記第３のローサイドトランジスタをオフ状態に維持し、前記第１のローサイドトランジスタを前記オン状態と前記オフ状態との間で駆動するように構成され、
前記診断回路が前記正常動作状態を検出したことを条件に、前記診断回路は、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第３のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを可能にするように構成される、
請求項２３に記載のドライバシステム。
前記診断回路が、前記第１の電圧充電デバイスの前記第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの前記第２の充電電圧を監視している間に、前記ドライバ回路は、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタ、前記第３のハイサイドトランジスタ、前記第２のローサイドトランジスタおよび前記第３のローサイドトランジスタをオフ状態に維持し、前記第１のローサイドトランジスタを前記オン状態と前記オフ状態との間で駆動するように構成され、
前記診断回路が前記正常動作状態を検出したことを条件に、前記診断回路は、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第３のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを可能にするように構成される、
請求項２３に記載のドライバシステム。
【請求項25】
前記診断回路が前記短絡状態を検出したことを条件に、前記診断回路は、前記第１のハイサイドトランジスタ、前記第２のハイサイドトランジスタおよび前記第３のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを無効にするように構成される、
請求項２４に記載のドライバシステム。
請求項２４に記載のドライバシステム。
【請求項26】
前記第１の電源、前記第２の電源および前記第３の電源は、同じ電源である、
請求項２２に記載のドライバシステム。
請求項２２に記載のドライバシステム。
【請求項27】
前記診断回路が前記短絡状態を検出したことを条件に、前記診断回路は、前記短絡状態の故障位置を示す短絡故障信号を生成するように構成される、
請求項２２に記載のドライバシステム。
請求項２２に記載のドライバシステム。
【請求項28】
第１の出力ノードに第１の負荷電流を生成するように構成された第１のハーフブリッジ回路と、第２の出力ノードに第２の負荷電流を生成するように構成された第２のハーフブリッジ回路と、第１の電源および前記第１の出力ノードに結合された第１の電圧充電デバイスと、第２の電源および前記第２の出力ノードに結合された第２の電圧充電デバイスと、を含むドライバシステムにおける短絡状態を検出する方法であって、前記方法は、
前記第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視するステップと、
前記第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出するステップと、
前記第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出するステップと、
前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、前記短絡状態を検出するステップと、
を含む方法。
前記第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および前記第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視するステップと、
前記第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出するステップと、
前記第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出するステップと、
前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、前記短絡状態を検出するステップと、
を含む方法。
【請求項29】
前記方法は、前記第１の充電時間と前記第２の充電時間との間の時間差が前記時間差しきい値以上であるという条件で、正常動作状態を検出するステップをさらに含む、
請求項２８に記載の方法。
請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、短絡状態を検出するためのゲートドライバシステムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
電気モータまたは電気機械の駆動など、自動車、消費者および産業用途における現代の装置の多くの機能は、パワー半導体デバイスに依存している。例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）およびダイオードは、いくつか例を挙げると、電源および電力コンバータ内のスイッチを含むがこれらに限定されないさまざまな用途に使用されている。
【0003】
通常、電力インバータは、各モータ相に対して２つの相補的なトランジスタ（例えば、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタ）によって構成され、２つの相補的なトランジスタは、モータ巻線に接続された出力パッドを駆動するためのハーフブリッジを形成する。２つの相補型トランジスタを駆動するために使用されるゲートドライバには、正電源レールによって固定の正電圧が供給され、負供給レールによって固定の負電圧が供給される。正電源レールは、負荷電流をモータ巻線に供給するために２つの相補的なトランジスタのハイサイドトランジスタを介して出力パッドに接続され、負電源レールは、負荷電流をモータ巻線から取り込むために２つの相補的なトランジスタのローサイドトランジスタを介して出力パッドに接続される。２つの相補型トランジスタは、交差伝導を回避するために相補的にオンおよびオフにされる。
【0004】
負荷電流は、モータ相電流とも呼ばれ、ゲート電極と呼ばれることもある制御電極によって制御することができる。例えば、ゲートドライバから対応する制御信号を受信すると、制御電極は、そのトランジスタを導通状態または遮断状態の一方に設定することができる。各トランジスタの制御信号の振幅を変化させて、２つの相補的なトランジスタをスイッチング状態間で駆動することができる。これにより、モータが駆動される。例えば、ＭＯＳＦＥＴのゲート－ソース電圧Ｖｇｓは、典型的には、ＭＯＳＦＥＴをオフにするために約０まで駆動され、典型的には、ＭＯＳＦＥＴを完全にオンにするために最大値まで駆動される。このため、ゲート－ソース電圧Ｖｇｓを制御電圧ということがある。
【0005】
運転動作中、モータは、モータ制御アルゴリズムに従って駆動されて、制御信号の電気周波数に対応する所望のモータ速度を達成することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
１つまたは複数の実施態様は、モータを駆動するように構成されたドライバシステムを提供する。ドライバシステムは、第１の出力ノードにおいて結合される第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタを含む第１のハーフブリッジ回路であって、第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタが、モータを駆動するために第１の出力ノードにおいて第１の負荷電流を協働して生成するように構成される、第１のハーフブリッジ回路と、第２の出力ノードにおいて結合される第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタを含む第２のハーフブリッジ回路であって、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタが、モータを駆動するために第２の出力ノードにおいて第２の負荷電流を協働して生成するように構成される、第２のハーフブリッジ回路と、第１の電源および第１の出力ノードに結合された第１の電圧充電デバイスと、第２の電源および第２の出力ノードに結合された第２の電圧充電デバイスと、第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視し、第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出し、第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出し、第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するように構成された診断回路と、を含む。
【0007】
１つまたは複数の実施態様は、第１の出力ノードに第１の負荷電流を生成するように構成された第１のハーフブリッジ回路と、第２の出力ノードに第２の負荷電流を生成するように構成された第２のハーフブリッジ回路と、第１の電源および第１の出力ノードに結合された第１の電圧充電デバイスと、第２の電源および第２の出力ノードに結合された第２の電圧充電デバイスと、を含むドライバシステムにおける短絡状態を検出する方法を提供する。本方法は、第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視するステップと、第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出するステップと、第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出するステップと、第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するステップと、を含む。
【0008】
本明細書では、添付の図面を参照して実施態様を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】１つまたは複数の実施態様によるモータ制御システムを示す概略ブロック図である。
【図2】１つまたは複数の実施態様によるゲートドライバシステムの概略ブロック図である。
【図3A】１つまたは複数の実施態様による多相ゲートドライバシステムの概略図である。
【図4】１つまたは複数の実施態様による診断回路の概略図である。
【図6】１つまたは複数の実施態様による、モータ始動前の多相ゲートドライバシステムにおける短絡状態を検出するための方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下では、例示的な実施態様のより完全な説明を提供するために詳細を説明する。しかしながら、これらの具体的な詳細なしでこれらの実施態様を実施できることは当業者には明らかであろう。他の例では、実施態様を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造および装置が詳細ではなくブロック図形式または概略図で示されている。さらに、以下に説明する異なる実施態様の特徴は、特に明記しない限り、互いに組み合わせることができる。
【0011】
さらに、同等または同様の要素、または同等または同様の機能を有する要素は、以下の説明では同等または同様の符号で示される。なお、図中、同一または機能的に等価な要素には同一の符号を付しているので、同一の符号を付した要素についての重複する説明は省略する場合がある。したがって、同じまたは同様の参照符号を有する要素について提供される説明は、相互に交換可能である。
【0012】
これに関して、「頂部（ｔｏｐ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「下方に（ｂｅｌｏｗ）」、「上方に（ａｂｏｖｅ）」、「前方に（ｆｒｏｎｔ）」、「後方に（ｂｅｈｉｎｄ）」、「後部（ｂａｃｋ）」、「前（ｌｅａｄｉｎｇ）」、「後（ｔｒａｉｌｉｎｇ）」などの方向を示す用語が、説明されている図の向きを参照して使用され得る。本明細書で説明される実施態様の一部は、いくつかの異なる向きに配置することができるため、方向の用語は、例示の目的で使用され、決して限定するものではない。特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、他の実施態様を利用することができ、構造的または論理的な変更を行うことができることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【0013】
ある要素が別の要素に「接続」または「結合」されていると言及される場合、それは他の要素に直接接続または結合されてもよく、または介在要素が存在してもよいことが理解されよう。対照的に、ある要素が別の要素に「直接接続される」または「直接結合される」と言及される場合、介在する要素は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の単語も同様に解釈されるべきである（例えば、「間に」対「直接間に」、「隣接する」対「直接隣接する」などである）。
【0014】
本明細書に記載されているか、または図面に示されている実施態様では、例えば、特定の種類の信号を送信するか、または特定の種類の情報を送信するための接続または結合の汎用目的が本質的に維持されている限り、任意の直接的な電気的接続または結合、例えば、追加の介在要素のない任意の接続または結合は、間接的な接続または結合、例えば、１つまたは複数の追加の介在要素との接続または結合、またはその逆によって実装されてもよい。異なる実施態様からの特徴を組み合わせて、さらなる実施態様を形成することができる。例えば、実施態様の１つに関して説明した変形または修正は、そうではないと指摘されていない限り、他の実施態様にも適用可能であり得る。
【0015】
「実質的に」および「およそ」という用語は、本明細書に記載の実施態様の態様から逸脱することなく、業界で許容されると考えられる小さな製造公差（例えば、５％以内）を説明するために本明細書で使用され得る。例えば、近似的な抵抗値を有する抵抗器は、実際には、その近似的な抵抗値の５％以内の抵抗を有することができる。
【0016】
本開示では、「第１」、「第２」などの序数を含む表現は、さまざまな要素を修正することができる。ただし、これらの要素は上記の式に限定されない。例えば、上記の表現は、要素の順序および／または重要性を限定しない。上記の表現は、単にある要素を他の要素と区別する目的で使用される。例えば、第１のボックスおよび第２のボックスは異なるボックスを示すが、両方ともボックスである。さらなる例として、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶこともできる。
【0017】
パワースイッチまたはトランジスタスイッチとも呼ばれるパワートランジスタは、負荷電流を駆動するために使用され得るパワー半導体デバイスである。パワートランジスタは、第１の負荷端子（例えば、ソースまたはエミッタ）および第２の負荷端子（例えば、ドレインまたはコレクタ）を含む。さらに、パワートランジスタの負荷電流経路は、パワートランジスタの制御端子に接続された、ゲートと呼ばれることもある制御電極によって制御されてもよい。パワートランジスタの負荷電流経路は、パワートランジスタの制御電極に印加される制御電圧によって導電性が制御されるゲート制御導電チャネルである。例えば、パワートランジスタは、その制御電極を活性化および非活性化することによって「オン」または「オフ」にすることができる。例えば、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のゲートとソースとの間に正の電圧を印加すると、ＭＯＳＦＥＴはその「オン」状態を維持するが、ＭＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間に約０またはわずかに負の電圧を印加すると、ＭＯＳＦＥＴは「オフ」になる。
【0018】
トランジスタのオンとオフを切り替えるためのターンオン過程とターンオフ過程がある。ｎチャネルトランジスタのターンオン過程中、ｎチャネルトランジスタをオンにするのに十分な電圧までゲート電圧を充電するために、ゲートドライバを使用してｎチャネルトランジスタのゲートにゲート電流（例えば、オン電流）を提供する（ソースする）ことができる。これに対して、ｎチャネル型トランジスタのターンオフ過程では、ｎチャネル型トランジスタをオフさせるのに十分なゲート電圧を放電させるために、ゲートドライバを用いてｎチャネル型トランジスタのゲートからゲート電流（例えば、オフ電流）を引き込む（シンクする）。電圧パルスは、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式に従って制御信号としてゲートドライバから出力され得る。したがって、制御信号は、ｎチャネルトランジスタを制御するためのＰＷＭサイクル中にオン電圧レベルとオフ電圧レベルとの間で切り替えられてもよい。これにより、ゲート電圧が充放電されて、ｎチャネル型トランジスタがオンおよびオフする。
【0019】
逆は、ｐチャネル型トランジスタについても同様である。ゲートドライバは、ｐチャネルトランジスタをオンにするのに十分な電圧までゲート電圧を放電するために、ｐチャネルトランジスタのゲートからゲート電流（例えば、オン電流）を引き込む（シンクする）ために使用されてもよい。対照的に、ｐチャネルトランジスタのターンオフ過程中、ゲートドライバは、ｐチャネルトランジスタをオフにするのに十分にｐチャネルトランジスタのゲート電圧を充電するために、ｐチャネルトランジスタのゲートにゲート電流（例えば、オフ電流）を提供する（ソースする）ために使用される。ｐチャネルトランジスタのゲートに印加される制御信号は、ｐチャネルトランジスタを制御するためのＰＷＭサイクル中にオン電圧レベルとオフ電圧レベルとの間で切り替えられてもよい。これにより、ゲート電圧が充電および放電されて、ｐチャネルトランジスタがそれぞれオンおよびオフする。
【0020】
ｎチャネルおよびｐチャネルトランジスタの両方について、ｎチャネルおよびｐチャネルトランジスタは、ゲート－ソース電圧Ｖｇｓがほぼ０値またはしきい値電圧未満であるときにオフであり、ｎチャネルおよびｐチャネルトランジスタは、ゲート－ソース電圧Ｖｇｓがしきい値電圧以上であるときにオンである。
【0021】
このように負荷を駆動するために、典型的には、ハイサイドトランジスタとローサイドトランジスタとの２つのトランジスタがハーフブリッジ構成で配置される。ハイサイドトランジスタは、ハイサイド電源電位に接続されたｐチャネル型トランジスタであり、ローサイドトランジスタは、ローサイド電源電位に接続されたｎチャネル型トランジスタであってもよい。いくつかの実施態様では、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタは、同じトランジスタタイプ（例えば、ｎチャネル型の両方またはｐチャネル型の両方）であってもよい。
【0022】
負荷電流は、負荷電流がハーフブリッジから負荷に向かって流れているときに正の負荷電流であると言われ、負荷電流が負荷からハーフブリッジに向かって流れているときに負の負荷電流であると言われる。ハイサイドトランジスタは、オンのとき、負荷電流を負荷に供給するために正の負荷電流を導通させる役割を担い、その相補的なローサイドトランジスタはオフになる（例えば、ローサイドトランジスタは、阻止モードまたは高インピーダンスモードにある）。負荷から負荷電流を取り込むために、ハイサイドトランジスタとローサイドトランジスタの役割を逆にする。ここで、ローサイドトランジスタは、オンのとき、その相補的なハイサイドトランジスタがオフにされている間に負荷から負荷電流を取り込むために負の負荷電流を伝導する役割を担う（例えば、ハイサイドトランジスタは、阻止モードまたは高インピーダンスモードにある）。２つの相補型トランジスタは、典型的には、両方が同時にオンにならないように切り替えられる。
【0023】
トランジスタは、他の例の中でも、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）および金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）（例えば、Ｓｉ ＭＯＳＦＥＴまたはＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴ）を含むことができる。１つのタイプのトランジスタが別のタイプのトランジスタの代わりに使用されてもよいことが理解されよう。これに関連して、ＩＧＢＴをＭＯＳＦＥＴに置き換える場合、本明細書に記載の例のいずれか１つにおいて、ＭＯＳＦＥＴのドレインをＩＧＢＴのコレクタに置き換えることができ、ＭＯＳＦＥＴのソースをＩＧＢＴのエミッタに置き換えることができ、ＭＯＳＦＥＴのドレイン－ソース電圧ＶｄｓをＩＧＢＴのコレクタ－エミッタ電圧Ｖｃｅに置き換えることができ、ＭＯＳＦＥＴのゲート－ソース電圧ＶｇｓをＩＧＢＴのゲート－エミッタ電圧Ｖｇｅに置き換えることができ、またはその逆も可能である。
【0024】
本開示に記載されたいくつかの実施態様は、限定されるものではないが、電気モータを駆動するために使用されるハーフブリッジに関する。例えば、電力インバータの一種である多相インバータは、多相負荷（例えば、三相モータ）を供給することによって多相電力を供給するように構成される。例えば、三相電力は、互いに１２０電気度位相がずれている３つの対称的な正弦波を含む。対称型三相電源システムでは、３つの導体は各々、共通基準に対して同じ周波数および電圧振幅であるが、駆動サイクルの１／３の位相差を有する交流（ＡＣ）を搬送する。位相差により、３つの導体のいずれかの電圧は、駆動サイクルの１／３でその電圧ピークに到達し、３つの導体の電圧ピークは、駆動サイクル内で実質的に等しい位相遅延で互いに分布している。この位相遅延は、平衡線形負荷に一定の電力伝送を与える。それはまた、電気モータ内に回転磁場を生成することを可能にする。
【0025】
三相インバータは、三相ごとに１つずつ、３つのインバータレグを含み、各インバータレグは、互いに並列に直流（ＤＣ）電圧源に接続される。各インバータレグは、上述したように、相負荷を駆動するために、ＤＣをＡＣに変換するためのハーフブリッジ構成で配置された一対のトランジスタを含む。しかしながら、多相インバータは、３相に限定されず、２相または３相を超える相を含んでもよく、各相のインバータレグを有する。場合によっては、２つのハーフブリッジは、Ｈブリッジ回路として接続され、負荷（例えば、モータ）は、単相負荷として２つのハーフブリッジ間のクロスバーとして接続されてもよい。
【0026】
相短絡とも呼ばれる短絡は、第１のハーフブリッジのハイサイドトランジスタおよび第２のハーフブリッジのローサイドトランジスタがオンになるときに、２つのハーフブリッジを伴って発生し得る。例えば、第１および第２のハーフブリッジの出力パッドが（例えば、直接接続によって）低インダクタンスで互いに接続されると、モータのモータハウジングの内部または外部の短絡が発生する可能性がある。ここで、「低インダクタンス」とは、第１および第２のハーフブリッジの出力パッドがモータのそれぞれのモータ巻線によって接続されていないことを意味する。これにより、短絡した第１のハーフブリッジのハイサイドトランジスタと第２のハーフブリッジのローサイドトランジスタに大電流が流れることがある。
【0027】
このような短絡状態を検出するために、１つの可能な手法は、電力インバータのローサイドパワートランジスタと負電源レールとの間に接続されたシャント抵抗器の電圧を監視することである。電力インバータが複数のハーフブリッジを含む場合、それぞれの負荷電流がシャント抵抗器を通って流れるように、各ローサイドパワートランジスタをシャント抵抗器によって負電源レールに接続することができる。短絡が発生すると、短絡電流によってシャント抵抗器に高いピーク電圧が生じる。しかしながら、この方法では、一方のハイサイドトランジスタが負荷電流を導通している間に短絡が発生した後にのみ短絡状態が検出される。その結果、この方法では、短絡発生時にオンとなるハイサイドトランジスタやローサイドトランジスタを十分に保護することができない。何らかの介在動作（例えば、緊急停止）を実行する前にハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタがそのような高電流を伝導することを可能にすることは、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタへの損傷を防止するには遅すぎる可能性があり、またはそのような高電流を伝導することは、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタの寿命に全体的に悪影響を及ぼす可能性がある。
【0028】
したがって、本明細書に開示するいくつかの実施態様は、短絡状態を診断し、短絡の発生を防止することができ、それによって電力インバータのトランジスタの損傷を回避することができるゲートドライバシステムに関する。
【0029】
１つまたは複数の実施態様は、モータを駆動するように構成されたドライバシステムに関する。ドライバシステムは、第１のハーフブリッジ回路と、第２のハーフブリッジ回路と、第１の電圧充電デバイスと、第２の電圧充電デバイスと、診断回路と、を含む。第１のハーフブリッジ回路は、第１の出力ノードに結合された第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタを含み、第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタは、モータを駆動するために第１の出力ノードに第１の負荷電流を協働して生成するように構成される。第２のハーフブリッジ回路は、第２の出力ノードに結合された第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタを含み、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタは、モータを駆動するために第２の出力ノードに第２の負荷電流を協働して生成するように構成される。第１の電圧充電デバイスは、第１の電源および第１の出力ノードに結合されている。第２の電圧充電デバイスは、第２の電源および第２の出力ノードに結合されている。診断回路は、第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視し、第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出し、第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出し、第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するように構成される。
【0030】
図１は、１つまたは複数の実施態様によるモータ制御システム１００を示す概略ブロック図を示す。特に、モータ制御システム１００は、電力インバータ１０２と、コントローラ１０４と、ゲートドライバシステム１０６と、を含む。コントローラ１０４およびゲートドライバシステム１０６は、モータ制御ユニットとして共に動作する。いくつかの実施態様では、モータ制御ユニットは、コントローラ１０４およびゲートドライバシステム１０６が単一のＩＣ上に配置されているモノリシック集積回路（ＩＣ）であってもよい。いくつかの実施態様では、モータ制御ユニットは、例えば、コントローラ１０４が第１のＩＣ上に配置され、ゲートドライバシステム１０６が１つまたは複数の第２のＩＣ上に配置されるように、２つ以上のＩＣに分割されてもよい。本明細書に記載の実施態様はモータを駆動することを対象としているが、本明細書に記載の概念は他のタイプの誘導負荷に拡張することができ、モータに限定されないことが理解されよう。
【0031】
モータ制御システム１００は、三相Ｕ、ＶおよびＷを含むモータＭ（例えば、交流モータの一種である永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ））にさらに結合される。この例における電力インバータ１０２は、モータＭを駆動するために三相電圧を供給することによって三相電力を提供するように構成された三相電圧発生器である。
【0032】
大きさおよび位相の両方の偏差は、モータＭの電力およびトルクの損失を引き起こす可能性がある。したがって、コントローラ１０４は、フィードバック制御ループに基づいて適切な電流バランスが維持されることを確実にするために、モータＭに供給される電圧の大きさおよび位相をリアルタイムで監視および制御するように構成され得る。
【0033】
モータＭ用の電力インバータ１０２は、相補対に配置された６つのトランジスタ１０８ｕ，１０８ｖ，１０８ｗ，１０９ｕ，１０９ｖ，１０９ｗのスイッチングアレイを含む。各相補対はハーフブリッジ回路を形成し、モータＭに相電圧を供給する１つのインバータレグを構成する。したがって、各インバータレグは、ハイサイドトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、または１０８ｗと、ローサイドトランジスタ１０９ｕ、１０９ｖ、または１０９ｗと、を含む。さらに、各トランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖおよび１０９ｗは、対応する還流ダイオードＤ１～Ｄ６に逆並列に接続されてもよい。還流ダイオードＤ１～Ｄ６は、高電圧ピークおよび損失を防止するために、それぞれのトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖおよび１０９ｗのターンオフ中に負荷電流のための代替的な電流経路を提供する。例えば、還流ダイオードＤ１は、ハイサイドトランジスタ１０８ｕのターンオフ時に、ハイサイドトランジスタ１０８ｕに対して代替的な電流経路を提供する。同様に、還流ダイオードＤ２は、ローサイドトランジスタ１０９ｕのターンオフ中にローサイドトランジスタ１０９ｕに対して代替的な電流経路を提供する。
【0034】
負荷電流経路Ｕ、ＶおよびＷは、相補型トランジスタの間に位置する各インバータレグ（例えば、各ハーフブリッジ回路の出力）の出力パッドＵｏｕｔ、ＶｏｕｔまたはＷｏｕｔから延在し、モータＭなどの負荷に結合されるように構成される。各負荷電流経路Ｕ、ＶおよびＷは、対応する相電流Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗを搬送する。各相電流Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗは、モータＭの実際のモータ速度に直接対応するＡＣ電気周波数を有する。
【0035】
電力インバータ１０２は、ＤＣ電源（例えば、バッテリまたはダイオードブリッジ整流器）およびゲートドライバシステム１０６に結合される。
【0036】
コントローラ１０４は、マイクロコントローラまたは別のハードウェアベースのコントローラであってもよく、リアルタイム（またはほぼリアルタイム）でモータ制御システム１００のモータ制御機能を実行し、ゲートドライバシステム１０６にＰＷＭ制御信号を送信する。コントローラ１０４は、各トランジスタの状態、ひいてはそれぞれの負荷電流経路Ｕ，Ｖ，Ｗに供給される各相電流を制御するためにＰＷＭ方式を採用してもよい。ゲートドライバシステム１０６は、トランジスタ１０８ｕ，１０８ｖ，１０８ｗ，１０９ｕ，１０９ｖ，１０９ｗのスイッチング状態（例えば、オン状態およびオフ状態）を制御するためのＰＷＭ制御信号に基づいてドライバ信号を生成する。したがって、負荷電流経路Ｕ、ＶおよびＷは、トランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖおよび１０９ｗの制御電極（例えば、ゲート電極）を制御することによって、コントローラ１０４およびゲートドライバシステム１０６によって制御することができる。例えば、コントローラ１０４からＰＷＭ制御信号を受信すると、ゲートドライバシステム１０６は、対応するトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖ、または１０９ｗを導通状態（例えば、オン状態）または遮断状態（例えば、オフ状態）の一方に設定することができる。
【0037】
ゲートドライバシステム１０６は、スイッチング状態間でトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖおよび１０９ｗを駆動するための１つまたは複数のゲートドライバを含むことができる。例えば、ゲートドライバシステム１０６は、各ハーフブリッジ回路のためのゲートドライバを含むことができる。ゲートドライバシステム１０６は、コントローラ１０４からＰＷＭ制御信号を含む命令を受信し、受信した命令および制御信号に従ってトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖおよび１０９ｗをそれぞれオンおよびオフするように構成されてもよい。例えば、トランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖ、または１０９ｗのターンオン過程中に、ゲートドライバシステム１０６を使用して、ゲートを充電するためにトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖ、または１０９ｗのゲートにゲート電流を供給（ソース）することができる。対照的に、ターンオフ過程中、ゲートドライバシステム１０６を使用して、トランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖ、または１０９ｗのゲートからゲート電流を引き込んで（流して）ゲートを放電することができる。
【0038】
さらに、電力インバータ１０２のトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖおよび１０９ｗは、同じインバータレグ内のハイサイドおよびローサイドトランジスタの両方が決してオンにならず、そうでなければＤＣ電源が短絡されるように制御される。この要件は、モータ制御アルゴリズムに従ってインバータレグ内のトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖおよび１０９ｗの相補的動作によって満たされ得る。同じインバータレグのハイサイドおよびローサイドトランジスタの両方が同時にオフにされるデッドタイムがコントローラ１０４によって課され得る。
【0039】
正常動作中、モータＭは、モータ制御アルゴリズムに従って駆動されて、制御信号の電気周波数に対応する所望のモータ速度を達成することができる。一方のハーフブリッジのハイサイドトランジスタ１０８ｕ，１０８ｖ，１０８ｗの一方と、他方のハーフブリッジのローサイドトランジスタ１０９ｕ，１０９ｖ，１０９ｗの一方とがオンすると、２つのハーフブリッジを介して短絡が生じることがある。例えば、２つのハーフブリッジの出力パッドＷｏｕｔ、Ｖｏｕｔ、またはＵｏｕｔが低インダクタンスで接続されている場合、モータＭのモータハウジングの内側または外側で位相が短くなる可能性がある。これにより、ショートした２つのハーフブリッジのうち、ハイサイドトランジスタ１０８ｕ，１０８ｖ，１０８ｗおよびローサイドトランジスタ１０９ｕ，１０９ｖ，１０９ｗに大電流を流すことができる。例えば、ハイサイドトランジスタ１０８ｕとローサイドトランジスタ１０９ｖとがオンして出力パッドＵｏｕｔおよびＶｏｕｔが短絡すると短絡するおそれがある。ハイサイドトランジスタ１０８ｕおよびローサイドトランジスタ１０９ｖがオンになっている間に、出力パッドＵｏｕｔおよびＶｏｕｔ間に直接接続などの低インダクタンスの接続が存在すると、ハイサイドトランジスタ１０８ｕおよびローサイドトランジスタ１０９ｖを流れる電流がスパイクを発生し、ハイサイドトランジスタ１０８ｕおよびローサイドトランジスタ１０９ｖに損傷を与える可能性がある。
【0040】
したがって、本明細書に記載のいくつかの実施態様は、短絡が実際に発生する前にこの短絡状態を検出し、短絡故障を通知することに関する。短絡状態は、短絡の発生を防止するためにコントローラ１０４が適切な措置を講じることができるように、コントローラ１０４に検出および通知されるべき故障状態である。短絡故障が通知されると、コントローラ１０４は、（例えば、ハイサイドトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖおよび１０８ｗのスイッチングを無効にすることによって）ハイサイドトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖおよび１０８ｗがオンになるのを防止することができ、これにより短絡が発生するのを防止する。ハイサイドトランジスタ１０８ｕ，１０８ｖ，１０８ｗのいずれかがオンした場合にのみ短絡が起こり得る。これによっても、モータＭの始動が阻止される。短絡状態が検出されると、短絡状態を診断し、場合によっては修復することができ、それによって、ハイサイドおよびローサイドトランジスタ１０８ｕ、１０８ｖ、１０８ｗ、１０９ｕ、１０９ｖおよび１０９ｗのうちの１つまたは複数への損傷を防止する。
【0041】
上述したように、図１は単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図１に関して説明したものとは異なり得る。例えば、いくつかの実施態様では、いくつかのモータ相が異なっていてもよく、または２つのハーフブリッジがＨブリッジ回路として接続されてもよい。いくつかの実施態様では、上記で提供された開示から逸脱することなく、追加の回路構成要素を追加することができる。
【0042】
図２は、１つまたは複数の実施態様によるゲートドライバシステム２００の概略ブロック図を示す。ゲートドライバシステム２００は、図１のゲートドライバシステム１０６に対応することができる。図２に示すように、ゲートドライバシステム２００は、単相モータ駆動段２０１（例えば、インバータレグまたはハーフブリッジ回路）と、単相モータ駆動段２０１に電気的に結合されたゲートドライバ２０６とを含む。ゲートドライバシステム２００は、ゲートドライバシステム２００内の各インバータレグについて複製することができる。
【0043】
単相モータ駆動段２０１は、モータＭに負荷電流ＩＬＯＡＤを供給するために制御されるハイサイドトランジスタ２０８ｕおよびローサイドトランジスタ２０９ｕを含む。言い換えれば、この例の単相モータ駆動段２０１は、図１で説明したモータＭのＵ相インバータレグに相当する。しかしながら、単相モータ駆動段２０１は、モータ制御システム１００内の任意のインバータレグに対応することができる。
【0044】
ゲートドライバ２０６は、ローサイドトランジスタ２０９ｕを駆動するためのローサイドゲートドライバ２１０と、ハイサイドトランジスタ２０８ｕを駆動するためのハイサイドゲートドライバ２２０とを含むモノリシックゲートドライバである。ローサイドゲートドライバ２１０およびハイサイドゲートドライバ２２０は、コントローラ１０４等のコントローラから受信したＰＷＭ制御信号ＬＩＮおよびＨＩＮに基づいて、それぞれのローサイドトランジスタ２０９ｕおよびハイサイドトランジスタ２０８ｕをゲート駆動する。
【0045】
ＰＷＭ制御信号は、ゲートドライバ２０６のＰＷＭ論理ユニット２２５においてコントローラ１０４から受信される。ＰＷＭ論理ユニット２２５は、コントローラ１０４からＰＷＭ制御信号ＬＩＮおよびＨＩＮ信号を受信し、ハイサイドトランジスタ２０８ｕおよびローサイドトランジスタ２０９ｕの両方が同時にオフにされる最小デッドタイムが実装されることを保証する。最終的に、ローサイドゲートドライバ２１０およびハイサイドゲートドライバ２２０のそれぞれにＰＷＭ制御信号ＬＩＮおよびＨＩＮが与えられる。いくつかの実施態様では、ハイサイドゲートドライバ２２０に提供されるＰＷＭ制御信号ＨＩＮは、レベルシフタ２３０を通過することができる。レベルシフタ２３０は、ＰＷＭ制御信号ＨＩＮを変換（例えば、レベルシフト）し、したがって制御情報をゲートドライバ２０６の低電圧電力ドメインから高電圧電力ドメインに転送するために使用される。この後に、ローサイドゲートドライバ２１０およびハイサイドゲートドライバ２２０がゲート駆動を行う。
【0046】
ローサイドゲートドライバ２１０およびハイサイドゲートドライバ２２０の両方は、別々のプリドライバ回路２４０および２５０ならびにバッファ２４５および２５５をそれぞれ含む。プリドライバ回路２４０および２５０は、ＰＷＭ制御信号ＬＩＮおよびＨＩＮ信号を受信し、それに基づいて、電流Ｉｏ＋を生成するために使用されるソース電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などのそれぞれの第１の電流源のオン／オフ状態を制御するように構成される。さらに、プリドライバ回路２４０および２５０は、ＰＷＭ制御信号ＬＩＮおよびＨＩＮ信号を受信し、それに基づいて、電流Ｉｏ－を生成するために使用されるシンクＦＥＴなどのそれぞれの第２の電流源のオン／オフ状態を制御するように構成される。各電流源は、バッファ２４５，２５５に設けられている。したがって、バッファ２４５および２５５はそれぞれ、ローサイドトランジスタ２０９ｕおよびハイサイドトランジスタ２０８ｕのそれぞれに対するターンオン電流Ｉｏ＋およびターンオフ電流Ｉｏ－を生成するために使用される一対の相補型ＦＥＴを含むことができる。
【0047】
プリドライバ回路２４０および２５０の各々は、バッファ２４５および２５５内の電流源の制御を介してオン電流Ｉｏ＋およびオフ電流Ｉｏ－の振幅を制御するように構成されたレギュレータをさらに含むことができる。言い換えれば、各レギュレータは、特定の電流能力を使用するようにそれぞれのバッファ２４５および２５５に命令する。
【0048】
ゲートドライバ２０６は、コントローラ１０４からＰＷＭ制御信号を受信し、受信したＰＷＭ制御信号に従ってそれぞれのハイサイドおよびローサイドトランジスタ２０８ｕおよび２０９ｕをオンまたはオフするように構成することができる。例えば、ハイサイドトランジスタ２０８ｕおよびローサイドトランジスタ２０９ｕのターンオン処理中に、ゲートドライバ２０６を使用して、ハイサイドトランジスタ２０８ｕまたはローサイドトランジスタ２０９ｕの一方のゲートにゲート電流Ｉｏ＋を供給して（ソースして）ゲートを充電することができる。これに対して、ターンオフ過程において、ゲートドライバ２０６を用いて、ハイサイドトランジスタ２０８ｕまたはローサイドトランジスタ２０９ｕの一方のゲートからゲート電流Ｉｏ－を引き込んで（シンクして）放電してもよい。
【0049】
したがって、コントローラ１０４は、それらの間で情報および制御信号を送信するためにゲートドライバ２０６に電気的に結合され、ゲートドライバ２０６は、ハイサイドトランジスタ２０８ｕおよびローサイドトランジスタ２０９ｕを駆動するための単相モータ駆動段２０１に電気的に結合される。
【0050】
ゲートドライバシステム２００は、電圧充電デバイス２７０を充電するためのブートストラップダイオード２６０をさらに含む。この場合、電圧充電デバイス２７０は、ブートストラップキャパシタである。しかしながら、電圧充電デバイス２７０は、充電可能なバッテリまたは他の種類の電圧充電デバイスであってもよい。
【0051】
さらに、ＶＢはハイサイド浮遊電源電圧を指し、ＶＳはハイサイド浮遊接地電圧を指し、ＶＣＣはローサイド固定電源電圧を指し、ＶＳＳはローサイド接地電圧を指し、ＨＯはハイサイド浮遊出力電圧用の出力端子を指し、ＬＯはローサイド出力電圧用の出力端子を指し、ＤＣ＋はＤＣリンク正電源を指し、ＤＣ－はＤＣリンク負電源を指し、ＨＩＮおよびＬＩＮはコントローラ１０４から受信したＰＷＭ制御信号（例えば、論理入力電圧）を指す。ローサイド固定電源電圧ＶＣＣはまた、固定電源電圧を使用して動作するゲートドライバ２０６の特定の論理構成要素に電力を供給し、ブートストラップダイオード２６０が順方向バイアスされているときに電圧充電デバイス２７０を充電するために使用され得る。
【0052】
通常、ＶＢ＝ＶＣＣ－ＶＳ－ＶＤであり、ＶＤはブートストラップダイオード２６０にわたる順方向バイアス電圧降下である。例示的な一実施態様として、ローサイド固定電源電圧ＶＣＣが１５Ｖに等しく、ハイサイド浮遊接地電圧ＶＳが０Ｖに等しく、ブートストラップダイオード２６０が順方向バイアスされ、ＶＤ＝０．５Ｖの順方向バイアス電圧降下を有する場合、ＶＢ＝１５Ｖ－０Ｖ－０．５Ｖ＝１４．５Ｖである。すなわち、正常動作中、電圧充電デバイス２７０がゲートドライバ２０６のハイサイドに供給することに起因して、ハイサイド浮遊電源電圧ＶＢはハイサイド浮遊接地電圧ＶＳよりも約１５Ｖ高い。ＤＣリンク正電源ＤＣ＋を提供する正電源レールは、例えば２００～１２００Ｖの範囲内とすることができるが、これに限定されない。これに加えて、ハイサイド浮遊接地電圧ＶＳは、ローサイドトランジスタ２０９ｕがオン（かつハイサイドトランジスタ２０８ｕがオフ）のとき、ＤＣ－（例えば、ＶＳＳまたは０Ｖ）に等しい。負電源レールは、図示するように、ＤＣリンク負電源ＤＣ－を提供し、ＶＳＳに短絡され得るが、そうである必要はない。この場合、ハイサイド浮遊電源電圧ＶＢは１５Ｖ付近であり、電圧充電デバイス２７０は、ブートストラップダイオード２６０を介してローサイド固定電源電圧ＶＣＣによって充電される。そうでなければ、ハイサイドトランジスタ２０８ｕがオンであり（かつローサイドトランジスタ２０９ｕがオフである）、ブートストラップダイオード２６０が逆バイアスされて非導通であるとき、ハイサイド浮遊接地電圧ＶＳはＤＣリンク正電源ＤＣ＋に等しい。ブートストラップダイオード２６０が逆バイアスされている場合、ハイサイド浮遊電源電圧ＶＢはＤＣリンク正電源ＤＣ＋よりも１５Ｖ高く、電圧充電デバイス２７０は緩やかに放電している。本明細書で使用される特定の回路値およびデバイスパラメータは、多くの可能な実施態様のうちの１つまたは複数の可能な実施態様の例示目的のための例として機能し、明示的に述べられていない限り、決して限定または必要とされるものとして扱われるべきではないことが理解されよう。
【0053】
上述の電圧は、ゲートドライバ２０６のハイサイド電圧ドメインがゲートドライバ２０６のローサイド電圧ドメインよりも高い電圧または電力ドメインで動作するように設定される。例えば、ＤＣリンク正電源ＤＣ＋が１２００Ｖのとき、ローサイド固定電源電圧ＶＣＣを１５Ｖに設定し、ハイサイド浮遊電源電圧ＶＢを最大電圧１２１５Ｖで動作させてもよい。
【0054】
ゲートドライバ２０６は、コントローラ１０４からの命令を受信して、ＰＷＭ制御信号を使用してハイサイド浮遊接地電圧ＶＳに接続されたモータ相（例えば、単相モータ駆動段２０１）を駆動するように構成される。ＰＷＭ制御信号ＨＩＮおよびＬＩＮとして示されているこれらのＰＷＭ制御信号は、ゲートドライバ２０６によって受信され、適切なロジック（例えば、ローサイドゲートドライバ２１０用のＰＷＭ論理ユニット２２５およびハイサイドゲートドライバ２２０用のレベルシフタ２３０）を介してハイサイドゲートドライバ２２０およびローサイドゲートドライバ２１０に渡される。ローサイドゲートドライバ２１０はＰＷＭ制御信号ＬＩＮを受け取るように構成され、ハイサイドゲートドライバ２２０はＰＷＭ制御信号ＨＩＮを受け取り、ゲートドライバ２０６の出力端子ＨＯおよびＬＯを使用してローサイドトランジスタ２０９ｕおよびハイサイドトランジスタ２０８ｕをそれぞれ駆動するように構成される。
【0055】
上述したように、図２は単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図２に関して説明したものとは異なり得る。例えば、いくつかの実施態様では、ハイサイドゲートドライバ２２０は、コントローラ１０４からＰＷＭ制御信号を直接受信することができる。いくつかの実施態様では、ブートストラップダイオード２６０は、ゲートドライバ２０６の外部に配置されてもよい。いくつかの実施態様では、ローサイド接地電圧ＶＳＳは、接地電位とは異なる供給電位に接続されてもよい。いくつかの実施態様では、上記で提供された開示から逸脱することなく、追加の回路構成要素を追加することができる。
【0056】
図３Ａは、１つまたは複数の実施態様による多相ゲートドライバシステム３００の概略図を示す。多相ゲートドライバシステム３００は、図１のゲートドライバシステム１０６および／または図２のゲートドライバシステム２００に対応してもよい。図３Ａに示すように、多相ゲートドライバシステム３００は、各々が３つのゲートドライバ３０６ｕ、３０６ｖおよび３０６ｗのうちの１つによってそれぞれ駆動される３つの単相モータ駆動段（例えば、インバータレグまたはハーフブリッジ回路）を含む。具体的には、ゲートドライバ３０６ｕは、入力端子ＩＮで受け取られたＰＷＭ制御信号ＨＩＮおよびＬＩＮに基づいて、トランジスタ３０８ｕ，３０９ｕをスイッチング状態間で駆動するためのゲート制御信号を生成し、ゲートドライバ３０６ｖは、入力端子ＩＮに入力されたＰＷＭ制御信号ＨＩＮおよびＬＩＮに基づいて、トランジスタ３０８ｖ，３０９ｖをスイッチング状態間で駆動するためのゲート制御信号を生成し、ゲートドライバ３０６ｗは、入力端子ＩＮに入力されたＰＷＭ制御信号ＨＩＮおよびＬＩＮに基づいて、スイッチング状態間でトランジスタ３０８ｗ，３０９ｗを駆動するためのゲート制御信号を生成する。
【0057】
抵抗器Ｒは、ゲートドライバ３０６ｕ、３０６ｖおよび３０６ｗの各出力端子ＨＯおよびＬＯを、ゲート制御信号を搬送するためのそれぞれのトランジスタ３０８ｕ、３０８ｖ、３０８ｗ、３０９ｕ、３０９ｖおよび３０９ｗのゲートに接続するために使用される。抵抗器Ｒの抵抗値は、１０オームと２００オームとの間であってもよいが、これに限定されない。ゲート制御信号は、トランジスタをオンにするために高信号レベルに設定されてもよく、トランジスタをオフにするために低信号レベルに設定されてもよい。結果として、ゲート制御信号は、可変駆動信号と呼ばれる場合がある。例えば、ゲート制御信号は、ＰＷＭデューティーサイクルに従って高信号レベルと低信号レベルとを切り替えるＰＷＭ駆動信号であってもよい。モータの動作モード中、ゲート制御信号はＰＷＭ駆動信号として生成されてもよい。
【0058】
さらに、各ゲートドライバは、ブートストラップダイオードおよび電圧充電デバイスに関連付けられている。ブートストラップダイオード３６０ｕおよび電圧充電デバイス３７０ｕは、ゲートドライバ３０６ｕに対応する。電圧充電デバイス３７０ｕは、ブートストラップダイオード３６０ｕを介して電源ＶＣＣに接続されている。電圧充電デバイス３７０ｕの一方の端子は、ゲートドライバ３０６ｕのハイサイド浮遊電源電圧ＶＢに結合され、電圧充電デバイス３７０ｕの他方の端子は、ゲートドライバ３０６ｕのハイサイド浮遊接地電圧ＶＳに結合され、ゲートドライバ３０６ｕの出力パッドＵｏｕｔにも結合される。したがって、電圧充電デバイス３７０ｕの両端の電圧は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕと呼ぶことができる。電圧充電デバイス３７０ｕの充電に伴い、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕは、最大電圧レベル（例えば、ＶＣＣ－ＶＤ）まで上昇する。電圧充電デバイス３７０ｕの放電に伴い、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕは、最低電圧レベル（例えば、０Ｖ）まで低下する。
【0059】
同様に、ブートストラップダイオード３６０ｖおよび電圧充電デバイス３７０ｖがゲートドライバ３０６ｖに相当する。電圧充電デバイス３７０ｖは、ブートストラップダイオード３６０ｖを介して電源ＶＣＣに接続されている。電圧充電デバイス３７０ｖの一方の端子はゲートドライバ３０６ｖのハイサイド浮遊電源電圧ＶＢに結合され、電圧充電デバイス３７０ｖの他方の端子はゲートドライバ３０６ｖのハイサイド浮遊接地電圧ＶＳに結合され、ゲートドライバ３０６ｖの出力パッドＶｏｕｔにも結合される。したがって、電圧充電デバイス３７０ｖの両端の電圧は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖと呼ぶことができる。電圧充電デバイス３７０ｖの充電に伴い、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖは、最大電圧レベル（例えば、ＶＣＣ－ＶＤ）まで上昇する。電圧充電デバイス３７０ｖの放電に伴い、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖは、最低電圧レベル（例えば、０Ｖ）まで低下する。
【0060】
同様に、ブートストラップダイオード３６０ｗおよび電圧充電デバイス３７０ｗがゲートドライバ３０６ｗに相当する。電圧充電デバイス３７０ｗは、ブートストラップダイオード３６０ｗを介して電源ＶＣＣに接続されている。電圧充電デバイス３７０ｗの一方の端子はゲートドライバ３０６ｗのハイサイド浮遊電源電圧ＶＢに結合され、電圧充電デバイス３７０ｗの他方の端子はゲートドライバ３０６ｗのハイサイド浮遊接地電圧ＶＳに結合され、ゲートドライバ３０６ｗの出力パッドＵｏｕｔにも結合される。したがって、電圧充電デバイス３７０ｗの両端の電圧は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗと呼ぶことができる。電圧充電デバイス３７０ｗの充電に伴い、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗは、最大電圧レベル（例えば、ＶＣＣ－ＶＤ）まで上昇する。電圧充電デバイス３７０ｗの放電に伴い、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗは、最低電圧レベル（例えば、０Ｖ）まで低下する。
【0061】
短絡診断動作時には、ゲートドライバ３０６ｕ，３０６ｖ，３０６ｗは、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗをオフ状態に維持し、実際の短絡の発生を防止する。また、短絡診断動作時には、ローサイドトランジスタ３０９ｕ，３０９ｖ，３０９ｗのうちの２つをオフに維持し、ローサイドトランジスタのうちの１つを可変駆動信号（例えば、ＰＷＭ駆動信号）によりオン／オフする。換言すれば、トランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗ，３０９ｕ，３０９ｖ，３０９ｗの６個のトランジスタのうちの一方のみがオン／オフされ、トランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗ，３０９ｕ，３０９ｖ，３０９ｗの残りの５個のトランジスタはオフに維持される。この例では、ローサイドトランジスタ３０９ｕのゲートが、ゲート制御信号としてＰＷＭ駆動信号を受け取り、その他のトランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗ，３０９ｖ，３０９ｗには、ロー信号レベルに設定されたゲート制御信号が入力される。結果として、電流Ｉ１、Ｉ２およびＩ３の電流経路が図示するように確立され、電圧充電デバイス３７０ｕ、３７０ｖおよび３７０ｗがそれぞれの最小電圧レベルからそれぞれの最大電圧レベルまで充電されることを可能にする。
【0062】
図３Ａは、短絡状態が存在しない（例えば、出力パッドＵｏｕｔ、ＶｏｕｔまたはＷｏｕｔのいずれも互いに直接接続されていない）通常の動作状態を示す。この場合、電圧充電デバイス３７０ｕからローサイドトランジスタ３０９ｕを介して電流Ｉ１が流れ、電圧充電デバイス３７０ｖからモータＭを介してローサイドトランジスタ３０９ｕを介して電流Ｉ２が流れ、電圧充電デバイス３７０ｗからモータＭを介してローサイドトランジスタ３０９ｕを介して電流Ｉ３が流れる。電圧充電デバイス３７０ｕは、電流Ｉ１の方が、電流経路が短く、モータＭのモータ巻線を通過させる必要がないため、電圧充電デバイス３７０ｖ，３７０ｗよりも速い速度で充電する。すなわち、ＰＷＭ駆動信号を受け取るローサイドトランジスタ３０９ｕ，３０９ｖ，３０９ｗに関連付けられた電圧充電デバイス３７０ｕ，３７０ｖ，３７０ｗは、他の電圧充電デバイス３７０ｕ，３７０ｖ，３７０ｗよりも速く充電することができる。加えて、短絡状態が存在しない場合、ＰＷＭ駆動信号を受信するローサイドトランジスタ３０９ｕ、３０９ｖ、または３０９ｗに関連付けられる電圧充電デバイス３７０ｕ、３７０ｖ、または３７０ｗの充電時間は、他の電圧充電デバイス３７０ｕ、３７０ｖおよび３７０ｗの充電時間よりも少なくとも所定のマージンまたは時間差だけ早く起こり得る。
【0063】
ここで、「充電時間」とは、電圧充電デバイス３７０ｕ，３７０ｖ，３７０ｗのいずれかが最低電圧レベルからそれぞれのしきい値電圧まで充電するのに要する時間のことである。電圧充電デバイス３７０ｕ、３７０ｖおよび３７０ｗのしきい値電圧は、電圧充電デバイス３７０ｕ、３７０ｖおよび３７０ｗのキャパシタンスなどのデバイスパラメータに応じて同じであっても異なっていてもよい。しきい値電圧は、例えば、電圧充電デバイス３７０ｕ、３７０ｖおよび３７０ｗのそれぞれの最大電圧レベルの所定のパーセンテージ（例えば、７０～９５％）であってもよい。
【0064】
上述したように、図３Ａは単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図３Ａに関して説明したものとは異なり得る。例えば、いくつかの実施態様では、ゲートドライバ３０６ｕ、３０６ｖおよび３０６ｗは、同じＩＣ上に配置されてもよい。いくつかの実施態様では、上記で提供された開示から逸脱することなく、追加の回路構成要素を追加することができる。
【0065】
図３Ｂは、短絡状態が存在しない図３Ａに示す実施態様による、短絡診断動作中に存在するさまざまな信号の信号図である。上段には、ローサイドトランジスタに印加されるＰＷＭ駆動信号が３０９ｕ、３０９ｖ、３０９ｗであることを示している。この例では、ローサイドトランジスタ３０９ｕのゲートにＰＷＭ駆動信号が印加される。これにより、電圧充電デバイス３７０ｕの充電時間は最も速く、短絡状態がない場合には、電圧充電デバイス３７０ｖおよび３７０ｗの充電時間よりも所定のマージン以上早くなる。短絡診断動作は、ＰＷＭ駆動信号が初期化された時刻でもある開始時刻Ｔｓｔａｒｔから開始される。ＰＷＭ駆動信号が初期化されると、電圧充電デバイス３７０ｕ，３７０ｖ，３７０ｗは、最小電圧レベルから最大電圧レベルまでの充電を開始する。
【0066】
電圧充電デバイス３７０ｕ、３７０ｖ、３７０ｗの充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕ、Ｖｂｓ＿Ｖ、Ｖｂｓ＿Ｗをそれぞれ示す。充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕ、Ｔｒｉｇ＿ＶおよびＴｒｉｇ＿Ｗは、それぞれの充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕ、Ｖｂｓ＿Ｖ、またはＶｂｓ＿Ｗがそれぞれのしきい値電圧に充電されるとトリガされる。例えば、診断回路は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕを監視して、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕを測定し、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕを第１のしきい値電圧と比較することによって、電圧充電デバイス３７０ｕの第１の充電時間Ｔ１を検出することができる。診断回路は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕが第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間Ｔ１を検出してもよい。充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕは、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕが第１のしきい値電圧を満たす（例えば、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕが第１のしきい値電圧に等しくなる）ことに応答して、信号遷移によって示される第１の充電時間Ｔ１において第１の信号レベルから第２の信号レベルに切り替えられてもよい。第１の信号レベルから第２の信号レベルへの信号遷移は、例えば、立ち上がりエッジ信号遷移、立ち下がりエッジ信号遷移、または信号パルスとして行われてもよい。
【0067】
同様に、診断回路は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖを測定し、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖを第２のしきい値電圧と比較することによって、電圧充電デバイス３７０ｖの第２の充電時間Ｔ２を検出するために充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖを監視してもよい。いくつかの実施態様では、第１および第２のしきい値電圧は同じであってもよい。いくつかの実施態様では、第１および第２のしきい値電圧は異なっていてもよい。診断回路は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖが第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間Ｔ２を検出してもよい。充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｖは、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖが第２のしきい値電圧を満たす（例えば、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖが第２のしきい値電圧に等しくなる）ことに応答して、信号遷移によって示される第２の充電時間Ｔ２において第１の信号レベルから第２の信号レベルに切り替えられてもよい。第１の信号レベルから第２の信号レベルへの信号遷移は、例えば、立ち上がりエッジ信号遷移、立ち下がりエッジ信号遷移、または信号パルスとして行われてもよい。
【0068】
同様に、診断回路は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗを測定し、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗを第３のしきい値電圧と比較することによって、電圧充電デバイス３７０ｗの第３の充電時間Ｔ３を検出するために充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗを監視してもよい。いくつかの実施態様では、第３のしきい値電圧は、第１および第２のしきい値電圧に等しくてもよい。いくつかの実施態様では、第１、第２および第３のしきい値電圧のうちの１つまたは複数は、他のしきい値電圧と異なっていてもよい。診断回路は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗが第３のしきい値電圧まで充電される第３の充電時間Ｔ３を検出してもよい。充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｗは、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗが第３のしきい値電圧を満たす（例えば、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗが第３のしきい値電圧に等しくなる）ことに応答して、信号遷移によって示される第２の充電時間Ｔ２において第１の信号レベルから第２の信号レベルに切り替えられてもよい。第１の信号レベルから第２の信号レベルへの信号遷移は、例えば、立ち上がりエッジ信号遷移、立ち下がりエッジ信号遷移、または信号パルスとして行われてもよい。
【0069】
電圧充電デバイス３７０ｕ，３７０ｖ，３７０ｗの充電は、ローサイドトランジスタ３０９ｕ，３０９ｖ，３０９ｗのいずれかに与えられるＰＷＭ駆動信号によって開始時刻Ｔｓｔａｒｔに開始される。したがって、第１の充電時間Ｔ１は、開始時刻Ｔｓｔａｒｔから第１の充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕが第１のしきい値電圧に充電されるまでの第１の継続時間として定義される。第２の充電時間Ｔ２は、開始時刻Ｔｓｔａｒｔから第２の充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖが第２のしきい値電圧に充電されるまでの第２の継続時間として定義される。第３の充電時間Ｔ３は、開始時刻Ｔｓｔａｒｔから第３の充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗが第３のしきい値電圧に充電されるまでの第３の継続時間として定義される。
【0070】
このようにして、第１、第２および第３の充電時間Ｔ１、Ｔ２およびＴ３を検出し、比較して、短絡状態が存在するかどうかを判定することができる。例えば、第１および第２の充電時間Ｔ１とＴ２との間の時間差Ｔｄｉｆｆ１が時間差しきい値Ｔｔｈ（例えば、Ｔ２－Ｔ１＜Ｔｔｈ）未満である場合、または第１および第３の充電時間Ｔ１とＴ３との間の時間差Ｔｄｉｆｆ２が時間差しきい値Ｔｔｈ（例えば、Ｔ３－Ｔ１＜Ｔｔｈ）未満である場合、短絡状態が存在する。第１および第２の充電時間Ｔ１およびＴ２の時間差Ｔｄｉｆｆ１が時間差しきい値Ｔｔｈ以上である場合（例えば、Ｔ２－Ｔ１≧Ｔｔｈ）、または第１および第３の充電時間Ｔ１，Ｔ３の時間差Ｔｄｉｆｆ２が時間差しきい値Ｔｔｈ以上である場合（例えば、Ｔ３－Ｔ１≧Ｔｔｈ）、短絡状態は存在せず、正常動作状態を検出することができる。
【0071】
上述したように、電圧充電デバイス３７０ｕは、ＰＷＭ駆動信号を受け取るローサイドトランジスタ（例えば、ローサイドトランジスタ３０９ｕ）に関連付けられているため、最も速く充電する。これにより、第１の充電時間Ｔ１に対して第２および第３の充電時間Ｔ２、Ｔ３を比較して短絡状態を診断する。ただし、ローサイドトランジスタ３０９ｕにＰＷＭ駆動信号を印加した場合の短絡状態を診断するための第２および第３の充電時間Ｔ２，Ｔ３の比較は行わない。一方、ローサイドトランジスタ３０９ｖにＰＷＭ駆動信号を印加すると、電圧充電デバイス３７０ｖが最も早く充電され、第２の充電時間Ｔ２（例えば、Ｔ１－Ｔ２およびＴ３－Ｔ２）に対して第１、第３の充電時間Ｔ１、Ｔ３が比較されて短絡状態が診断される。同様に、ローサイドトランジスタ３０９ｗにＰＷＭ駆動信号を印加すると、電圧充電デバイス３７０ｗが最も速く充電し、第３の充電時間Ｔ３（例えば、Ｔ１－Ｔ３およびＴ２－Ｔ３）に対して第１および第２の充電時間Ｔ１およびＴ２が比較され、短絡状態が診断される。
【0072】
上述したように、図３Ｂは単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図３Ｂに関して説明したものとは異なり得る。例えば、いくつかの実施態様では、しきい値電圧は同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施態様では、第２および第３の充電時間Ｔ２およびＴ３は、異なる時間インスタンスで発生し得る。いくつかの実施態様では、充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕ、Ｔｒｉｇ＿ＶおよびＴｒｉｇ＿Ｗは、それぞれの充電条件（例えば、しきい値条件）のうちの１つが満たされていることを示すために異なる形態を有することができる。いくつかの実施態様では、ＰＷＭ駆動信号の代わりに異なるタイプの可変駆動信号を使用することができる。
【0073】
図３Ｃは、一例による、短絡状態が存在する多相ゲートドライバシステム３００の概略図を示す。この例では、出力パッドＵｏｕｔおよびＶｏｕｔは直接接続されている（すなわち、互いに短絡されている）。電流Ｉ２は、もはやモータＭのモータ巻線を通って流れない。短絡条件の結果として、電圧充電デバイス３７０ｖは、通常の動作条件下よりも迅速に充電する。したがって、電圧充電デバイス３７０ｖの充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖは、最小電圧レベルから第２のしきい値電圧までより迅速に上昇し、充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｖがより早くトリガされる（例えば、第２の充電時間Ｔ２は、開始時刻Ｔｓｔａｒｔに近く、第１の充電時間Ｔ１にも近い）。第１の充電時間Ｔ１と第２の充電時間Ｔ２との間の時間差Ｔｄｉｆｆ１が時間差しきい値Ｔｔｈ（例えば、Ｔ２－Ｔ１＜Ｔｔｈ）未満である場合、短絡状態を検出し、コントローラ１０４にシグナリングすることができる。そして、コントローラ１０４は、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗへのゲート制御信号をローレベルに維持してハイサイドトランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗをオフ状態に維持することにより、モータＭの起動を阻止してもよい。すなわち、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗのＰＷＭスイッチングは開始されない。このようにして、短絡を発生させることができず、完全に防止することができ、それによってトランジスタ３０８ｕ、３０８ｖ、３０８ｗ、３０９ｕ、３０９ｖおよび３０９ｗの損傷を防止することができる。一方、診断回路は、正常動作状態を検出したことを条件に、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ、３０８ｖ、３０８ｗをそれぞれのスイッチング状態間でＰＷＭスイッチングしてモータＭを起動することができるように構成される。ローサイドトランジスタ３０９ｕ、３０９ｖ、３０９ｗのＰＷＭスイッチングもモータＭを起動することができる。
【0074】
上述したように、図３Ｃは単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図３Ｃに関して説明したものとは異なり得る。例えば、いくつかの実施態様では、ゲートドライバ３０６ｕ、３０６ｖおよび３０６ｗは、同じＩＣ上に配置されてもよい。いくつかの実施態様では、短絡は、図示した場所とは異なる場所で発生する場合がある。いくつかの実施態様では、上記で提供された開示から逸脱することなく、追加の回路構成要素を追加することができる。
【0075】
図３Ｄは、短絡状態が存在する、図３Ｃに示す実施態様による、短絡診断動作中に存在するさまざまな信号の信号図である。充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕ、Ｔｒｉｇ＿Ｖ、Ｔｒｉｇ＿Ｗは、それぞれ第１、第２、第３の充電時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を示す。出力パッドＵｏｕｔとＶｏｕｔとの間の短絡状態に起因して、電圧充電デバイス３７０ｖの充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖが最小電圧レベルから第２のしきい値電圧までより迅速に増大し、充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｖがより早くトリガされる（例えば、第２の充電時間Ｔ２は、開始時刻Ｔｓｔａｒｔに近く、第１の充電時間Ｔ１にも近い）。この場合、診断回路は、第１および第２の充電時間Ｔ１，Ｔ２の時間差Ｔｄｉｆｆ１が時間差しきい値Ｔｔｈ未満であり、出力パッドＵｏｕｔおよびＶｏｕｔ間の短絡状態が存在すると判定することができる。また、診断回路は、第１および第３の充電時間Ｔ１，Ｔ３の時間差Ｔｄｉｆｆ２が時間差しきい値Ｔｔｈ以上であり、出力パッドＵｏｕｔおよびＷｏｕｔ間の短絡状態がないと判定することができる。
【0076】
したがって、診断回路は、多相ゲートドライバシステム３００内の短絡状態の位置を識別することができ、これにより、技術者の診断および修理時間を短縮することができる。短絡状態の検出に応答して、診断回路は、短絡故障をコントローラ１０４にシグナリングすることができる。診断回路は、どの２つの相が共に短絡されているかを示すことによって短絡故障を通知するときに故障位置を示すことができる。例えば、第１の充電時間Ｔ１と第２の充電時間Ｔ２との間の時間差Ｔｄｉｆｆ１が時間差しきい値Ｔｔｈ未満である場合、診断回路は、短絡故障において、短絡状態が出力パッドＵｏｕｔとＶｏｕｔとの間に存在することを知らせることができる。
【0077】
そして、コントローラ１０４は、短絡故障を示す信号を受信したことに応じて、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗへのゲート制御信号をローレベルに維持し、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗをオフ状態に維持することにより、モータＭの起動を抑制してもよい。すなわち、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗのＰＷＭスイッチングは開始されない。このようにして、短絡を発生させることができず、完全に防止することができ、それによってトランジスタ３０８ｕ、３０８ｖ、３０８ｗ、３０９ｕ、３０９ｖおよび３０９ｗの損傷を防止することができる。一方、診断回路は、正常動作状態を検出したことを条件に、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ、３０８ｖ、３０８ｗをそれぞれのスイッチング状態間でＰＷＭスイッチングしてモータＭを起動することができるように構成される。ローサイドトランジスタ３０９ｕ、３０９ｖ、３０９ｗのＰＷＭスイッチングもモータＭを起動することができる。コントローラ１０４はまた、故障位置を外部装置、例えば修理のために技術者によって使用される外部装置に提供することができる。
【0078】
上述したように、図３Ｄは単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図３Ｄに関して説明したものとは異なっていてもよい。例えば、いくつかの実施態様では、しきい値電圧は同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施態様では、第２および第３の充電時間Ｔ２およびＴ３は両方とも短絡を示すことができる。いくつかの実施態様では、充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕ、Ｔｒｉｇ＿ＶおよびＴｒｉｇ＿Ｗは、それぞれの充電条件（例えば、しきい値条件）のうちの１つが満たされていることを示すために異なる形態を有することができる。いくつかの実施態様では、ＰＷＭ駆動信号の代わりに異なるタイプの可変駆動信号を使用することができる。
【0079】
図４は、１つまたは複数の実施態様による診断回路４００の概略図を示す。コントローラ１０４は、診断回路４００の一部であってもよい。例えば、コントローラ１０４は、上述のように短絡診断動作中に、ゲートドライバ３０６ｕ，３０６ｖ，３０６ｗに対して、トランジスタ３０８ｕ，３０８ｖ，３０８ｗ，３０９ｕ，３０９ｖ，３０９ｗのうちの５つをオフ状態に維持し、ローサイドトランジスタ３０９ｕ，３０９ｖ，３０９ｗのうちの一方にＰＷＭ駆動信号を供給するように指示してもよい。コントローラ１０４はまた、ＰＷＭ駆動信号がローサイドトランジスタ３０９ｕ、３０９ｖ、または３０９ｗのうちの異なるものに提供されるさらなる短絡診断動作を開始することができる。そうすることによって、短絡状態のすべての可能な位置を試験して、多相ゲートドライバシステム（例えば、多相ゲートドライバシステム３００）全体が正常に動作しているかどうかを判定することができる。
【0080】
診断回路４００は、電圧充電デバイス３７０ｕの充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕを測定するために、電圧充電デバイス３７０ｕに接続されている。例えば、診断回路４００は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕを測定するために、端子ＶＢまたはゲートドライバ３０６ｕの端子ＶＢおよびＶＳに接続されてもよい。同様に、診断回路４００は、電圧充電デバイス３７０ｖの充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖを測定するために、電圧充電デバイス３７０ｖに接続されている。例えば、診断回路４００は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖを測定するために、端子ＶＢまたはゲートドライバ３０６ｖの端子ＶＢおよびＶＳに接続されてもよい。同様に、診断回路４００は、電圧充電デバイス３７０ｗの充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗを測定するために、電圧充電デバイス３７０ｗに接続されている。例えば、診断回路４００は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗを測定するために、端子ＶＢまたはゲートドライバ３０６ｗの端子ＶＢおよびＶＳに接続されてもよい。これにより、診断回路４００は、短絡診断動作中の充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕ，Ｖｂｓ＿Ｖ，およびＶｂｓ＿Ｗを監視し、それぞれの充電時間Ｔ１，Ｔ２，およびＴ３を検出することができる。
【0081】
診断回路４００は、短絡診断動作時の充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕ，Ｖｂｓ＿Ｖ，およびＶｂｓ＿Ｗをそれぞれ第１、第２、第３のしきい値電圧Ｒｅｆ１，Ｒｅｆ２，およびＲｅｆ３と比較することで、充電時間Ｔ１，Ｔ２，およびＴ３を検出することができる。診断回路４００は、それぞれの充電条件が満たされたときに充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕ、Ｔｒｉｇ＿ＶおよびＴｒｉｇ＿Ｗをトリガする比較器４０１，４０２および４０３を含むことができる。例えば、比較器４０１は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕを第１のしきい値電圧Ｒｅｆ１と比較し、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕが第１のしきい値電圧Ｒｅｆ１以上であるときに充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕをトリガする。比較器４０２は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖを第２のしきい値電圧Ｒｅｆ２と比較し、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｖが第２のしきい値電圧Ｒｅｆ２以上であるとき、充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｖをトリガする。比較器４０３は、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗを第３のしきい値電圧Ｒｅｆ３と比較し、充電電圧Ｖｂｓ＿Ｗが第３のしきい値電圧Ｒｅｆ３以上であるときに充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｗをトリガする。そこで、比較器４０１，４０２，４０３の比較結果を用いて、第１、第２、第３の充電時間Ｔ１，Ｔ２，およびＴ３をそれぞれ検出する。
【0082】
診断回路４００は、充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕ、Ｔｒｉｇ＿ＶおよびＴｒｉｇ＿Ｗに基づいて第１、第２および第３の充電時間Ｔ１、Ｔ２およびＴ３を評価するプロセッサ４０４をさらに含む。例えば、プロセッサ４０４は、第１および第２の充電時間Ｔ１およびＴ２の間の時間差Ｔｄｉｆｆ１を計算し、第１および第３の充電時間Ｔ１およびＴ３の間の時間差Ｔｄｉｆｆ２を計算し、時間差Ｔｄｉｆｆ１またはＴｄｉｆｆ２のいずれかが時間差しきい値Ｔｔｈ未満であるかどうかを判定することができる。時間差Ｔｄｉｆｆ１またはＴｄｉｆｆ２のいずれかが（例えば、それぞれの比較結果に基づいて）時間差しきい値Ｔｔｈ未満である場合、プロセッサ４０４は、短絡状態を検出し、短絡故障信号を介して短絡故障をコントローラ１０４にシグナリングする。言い換えると、プロセッサ４０４は、第２の充電時間Ｔ２または第３の充電時間Ｔ３が、第１の充電時間Ｔ１に対して時間差しきい値Ｔｔｈ未満の時間遅延で発生することを条件に短絡状態を検出する。プロセッサ４０４は、第２の充電時間Ｔ２および第３の充電時間Ｔ３の双方が、第１の充電時間Ｔ１に対して時間差しきい値Ｔｔｈ以上のそれぞれの時間遅延で発生することを条件に正常動作状態を検出する。
【0083】
プロセッサ４０４は、どの２つの相が共に短絡されているかを示すことによって短絡故障を通知するときに故障位置を示すことができる。例えば、第１の充電時間Ｔ１と第２の充電時間Ｔ２との間の時間差Ｔｄｉｆｆ１が時間差しきい値Ｔｔｈ未満である場合、プロセッサ４０４は、出力パッドＵｏｕｔとＶｏｕｔとの間に短絡状態が存在するという短絡故障信号に故障情報を含めることができる。
【0084】
あるいは、図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明するように、プロセッサ４０４は、開始時刻Ｔｓｔａｒｔから延在する所定の期間Ｔｊｕｄｇｅ内に、プロセッサ４０４が任意の２つの充電時間Ｔ１およびＴ２、Ｔ１およびＴ３、またはＴ２およびＴ３を検出するという条件で、短絡状態を検出するように構成される。充電時間Ｔ１、Ｔ２およびＴ３のうちの１つのみが所定の期間Ｔｊｕｄｇｅ内に発生した場合、正常動作状態が存在し、プロセッサ４０４によって検出することができる。
【0085】
上述したように、図４は単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図４に関して説明したものとは異なっていてもよい。例えば、いくつかの実施態様では、異なるタイプの構成要素を使用して、第１、第２および第３のしきい値電圧Ｒｅｆ１、Ｒｅｆ２およびＲｅｆ３に対する充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕ、Ｖｂｓ＿ＶおよびＶｂｓ＿Ｗを監視することができる。あるいは、第１、第２、第３のしきい値電圧Ｒｅｆ１、Ｒｅｆ２、Ｒｅｆ３に対する充電電圧Ｖｂｓ＿Ｕ、Ｖｂｓ＿Ｖ、Ｖｂｓ＿Ｗの監視は、プロセッサベースであってもよい（例えば、プロセッサ４０４によって実行される）。いくつかの実施態様では、上記で提供された開示から逸脱することなく、追加の回路構成要素を追加することができる。
【0086】
図５Ａは、短絡状態が存在しない図３Ａに示す実施態様による、短絡診断動作中に存在するさまざまな信号の信号図である。代替的な評価方法を使用して、プロセッサ４０４は、開始時刻Ｔｓｔａｒｔから開始時刻Ｔｓｔａｒｔよりも所定の継続時間だけ後の時間まで延在する所定の期間Ｔｊｕｄｇｅに関して充電時間Ｔ１、Ｔ２およびＴ３を評価するように構成される。この場合、所定時間Ｔｊｕｄｇｅ内には第１の充電時間Ｔ１のみが発生し、所定の期間Ｔｊｕｄｇｅが経過した後に第２および第３の充電時間Ｔ２，Ｔ３が発生する。このようなシナリオは、第１の充電時間Ｔ１に対する第２および第３の充電時間Ｔ２およびＴ３の時間遅延が正常動作に十分であることを示している。このシナリオでは、プロセッサ４０４は、正常動作状態を検出し、正常動作状態をコントローラ１０４にシグナリングして、モータＭの始動を可能にすることができる。
【0087】
上述したように、図５Ａは単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図５Ａに関して説明したものとは異なり得る。例えば、いくつかの実施態様では、第２および第３の充電時間Ｔ２およびＴ３は、異なる時間インスタンスで発生し得る。いくつかの実施態様では、充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕ、Ｔｒｉｇ＿ＶおよびＴｒｉｇ＿Ｗは、それぞれの充電条件（例えば、しきい値条件）のうちの１つが満たされていることを示すために異なる形態を有することができる。いくつかの実施態様では、ＰＷＭ駆動信号の代わりに異なるタイプの可変駆動信号を使用することができる。
【0088】
図５Ｂは、短絡状態が存在する、図３Ｃに示す実施態様による、短絡診断動作中に存在するさまざまな信号の信号図である。代替的な評価方法を使用して、プロセッサ４０４は、開始時刻Ｔｓｔａｒｔから所定の継続時間だけ延在する所定の期間Ｔｊｕｄｇｅに関して充電時間Ｔ１、Ｔ２およびＴ３を評価するように構成される。この場合、所定の期間Ｔｊｕｄｇｅ内に２回の充電時間（例えば、第１の充電時間Ｔ１および第２の充電時間Ｔ２）が発生する。このようなシナリオは、第１の充電時間Ｔ１に対する第２および第３の充電時間Ｔ２およびＴ３の時間遅延が正常動作には十分でないことを示している。プロセッサ４０４は、出力パッドＵｏｕｔとＶｏｕｔとの間に短絡状態が存在することを検出することができ、短絡故障をコントローラ１０４にシグナリングしてモータＭの始動を無効にすることができる。
【0089】
上述したように、図５Ｂは単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図５Ｂに関して説明したものとは異なり得る。例えば、いくつかの実施態様では、第２および第３の充電時間Ｔ２およびＴ３は両方とも短絡を示すことができる。いくつかの実施態様では、充電時間信号Ｔｒｉｇ＿Ｕ、Ｔｒｉｇ＿ＶおよびＴｒｉｇ＿Ｗは、それぞれの充電条件（例えば、しきい値条件）のうちの１つが満たされていることを示すために異なる形態を有することができる。いくつかの実施態様では、ＰＷＭ駆動信号の代わりに異なるタイプの可変駆動信号を使用することができる。
【0090】
図６は、１つまたは複数の実施態様による、モータ始動前の多相ゲートドライバシステムにおいて短絡状態を検出するための方法６００の流れ図を示す。動作６０５において、第１のＰＷＭ駆動信号が第１のローサイドトランジスタ（例えば、ローサイドトランジスタ３０９ｕ、３０９ｖおよび３０９ｗのうちの一方）に印加される。動作６１０において、第１のＰＷＭ駆動信号が第１のローサイドトランジスタに印加されている間に短絡状態が検出されるか否かが判定される。動作６１０で短絡状態が検出されると、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ、３０８ｖおよび３０８ｗのＰＷＭスイッチングが無効にされる（動作６１５）。動作６１０において短絡状態が検出されない場合、動作６２０において、第２のＰＷＭ駆動信号が第２のローサイドトランジスタ（例えば、ローサイドトランジスタ３０９ｕ、３０９ｖおよび３０９ｗのうちの異なるもの）に印加される。動作６２５において、第２のＰＷＭ駆動信号が第２のローサイドトランジスタに印加されている間に短絡状態が検出されるかどうかが判定される。動作６２５で短絡状態が検出されると、ハイサイドトランジスタ３０８ｕ、３０８ｖおよび３０８ｗのＰＷＭスイッチングが無効にされる（動作６３０）。動作６２５において短絡状態が検出されない場合、多相ゲートドライバシステムに短絡が存在しないと判定される（動作６３５）。動作６４０において、モータが、すべてのトランジスタ３０８ｕ、３０８ｖ、３０８ｗ、３０９ｕ、３０９ｖおよび３０９ｗのＰＷＭスイッチングを有効にすることによって始動される。
【0091】
上述したように、図６は単なる例として提供されている。他の例も可能であり、図６に関して説明したものとは異なり得る。例えば、いくつかの実施態様では、上記で提供された開示から逸脱することなく追加のステップを追加することができる。
【0092】
本明細書に記載のいくつかの態様は、以下のように要約することができる。
【0093】
１．モータを駆動するように構成されたドライバシステムであって、第１の出力ノードにおいて結合される第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタを含む第１のハーフブリッジ回路であって、第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタが、モータを駆動するために第１の出力ノードにおいて第１の負荷電流を協働して生成するように構成される、第１のハーフブリッジ回路と、第２の出力ノードにおいて結合される第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタを含む第２のハーフブリッジ回路であって、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタが、モータを駆動するために第２の出力ノードにおいて第２の負荷電流を協働して生成するように構成される、第２のハーフブリッジ回路と、第１の電源および第１の出力ノードに結合された第１の電圧充電デバイスと、第２の電源および第２の出力ノードに結合された第２の電圧充電デバイスと、第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視し、第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出し、第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出し、第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するように構成された診断回路と、を含むドライバシステム。
【0094】
２．診断回路が、第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値以上であるという条件で、正常動作状態を検出するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0095】
３．診断回路が、第１の充電時間に対して時間差しきい値未満の時間遅延で第２の充電時間が発生するという条件で、短絡状態を検出するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0096】
４．診断回路が、第１の充電時間に対して時間差しきい値以上の時間遅延で第２の充電時間が発生するという条件で、正常動作状態を検出するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0097】
５．上記態様のいずれかに記載のドライバシステムであって、
【0098】
第１のハイサイドトランジスタ、第１のローサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタを、少なくともオン状態とオフ状態とを含む、それぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するドライバ回路をさらに含み、
【0099】
診断回路が第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視している間に、ドライバ回路が、第１のハイサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタをオフ状態に維持し、第１のローサイドトランジスタをオン状態とオフ状態との間で駆動するように構成される。
【0100】
６．上記態様のいずれかに記載のドライバシステムであって、
【0101】
診断回路が第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視している間に、ドライバ回路が、制御信号のうちの１つを可変駆動信号として生成し、可変駆動信号を第１のローサイドトランジスタの制御端子に供給して第１のローサイドトランジスタをオン状態とオフ状態との間で駆動するように構成される。
【0102】
７．可変駆動信号がパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動信号である、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0103】
８．ドライバ回路が、開始時刻において可変駆動信号を開始するように構成され、第１の電圧充電デバイスの充電および第２の電圧充電デバイスの充電が、開始時刻において開始する、態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0104】
９．診断回路が、第１の充電時間を、開始時刻から、第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の後続時刻までの第１の継続時間として決定し、第２の充電時間を、開始時刻から、第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の後続時刻までの第２の継続時間として決定するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0105】
１０．ドライバ回路が、第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するように構成された第１のドライバと、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するように構成された第２のドライバと、を含む、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0106】
１１．第１のハイサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタがオフ状態にある間、ならびに第１のローサイドトランジスタがオン状態とオフ状態との間で駆動されている間に、第１の電圧充電デバイスから第１の出力ノードおよび第１のローサイドトランジスタを通って第１の電流が流れるように構成され、第２の電圧充電デバイスから第２の出力ノードおよび第１のローサイドトランジスタを通って第２の電流が流れるように構成され、正常動作状態の下では、第２の電流が、第２の出力ノードからモータのモータ巻線を通って第１のローサイドトランジスタに流れるように構成され、短絡状態が存在する故障状態の下では、第２の電流が、第２の出力ノードから短絡を通って第１のローサイドトランジスタに流れるように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0107】
１２．第１のハイサイドトランジスタ、第１のローサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタを、少なくともオン状態とオフ状態とを含むそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するように構成されたドライバ回路をさらに含み、診断回路が第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視している間に、ドライバ回路が、第１のハイサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタをオフ状態に維持し、第１のローサイドトランジスタをオン状態とオフ状態との間で駆動するように構成され、診断回路が、第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値以上であるという条件で、正常動作状態を検出するように構成され、診断回路が正常動作状態を検出したことを条件に、診断回路が、第１のハイサイドトランジスタおよび第２のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを可能にするように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0108】
１３．診断回路が短絡状態を検出したことを条件に、診断回路が、第１のハイサイドトランジスタおよび第２のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを無効にするように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0109】
１４．診断回路が、第１の充電電圧を第１のしきい値電圧と比較し、第１の比較結果を生成するように構成された第１の比較器と、第２の充電電圧を第２のしきい値電圧と比較し、第２の比較結果を生成するように構成された第２の比較器と、を含み、診断回路が、第１の比較結果に基づいて第１の充電時間を検出し、第２の比較結果に基づいて第２の充電時間を検出する、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0110】
１５．診断回路が、第１の充電時間および第２の充電時間に基づいて時間差を計算し、時間差を時間差しきい値と比較して第３の比較結果を生成し、第３の比較結果に基づいて短絡状態を検出するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0111】
１６．第１のハイサイドトランジスタ、第１のローサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタを、少なくともオン状態とオフ状態とを含む、それぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するように構成されたドライバ回路をさらに含み、ドライバ回路が、開始時刻において第１の電圧充電デバイスの充電および第２の電圧充電デバイスの充電を開始するように構成され、診断回路が、開始時刻から延在する所定期間内に第１の充電時間および第２の充電時間の両方を診断回路が検出したことを条件として、短絡状態を検出するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0112】
１７．診断回路が、第２の充電時間が開始時刻から延在する所定期間以上の時間に発生したことを診断回路が検出したことを条件として、正常動作状態を検出するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0113】
１８．第１の電源および第２の電源が同じ電源である、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0114】
１９．第１の電圧充電デバイスが第１のブートストラップキャパシタであり、第２の電圧充電デバイスが第２のブートストラップキャパシタである、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0115】
２０．第１の充電電圧が第１のブートストラップキャパシタの両端の電圧を表し、第２の充電電圧が第２のブートストラップキャパシタの両端の電圧を表す、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0116】
２１．第１のハイサイドトランジスタおよび第１のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するように構成された第１のドライバと、第２のハイサイドトランジスタおよび第２のローサイドトランジスタをそれぞれのスイッチング状態間で駆動するように構成された第２のドライバと、をさらに含み、第１の充電電圧が、第１のドライバの第１のハイサイド浮遊電源電圧であり、第２の充電電圧が、第２のドライバの第２のハイサイド浮遊電源電圧である、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0117】
２２．第３の出力ノードにおいて結合される第３のハイサイドトランジスタおよび第３のローサイドトランジスタを含む第３のハーフブリッジ回路であって、第３のハイサイドトランジスタおよび第３のローサイドトランジスタが、モータを駆動するために第３の出力ノードにおいて第３の負荷電流を協働して生成するように構成される、第３のハーフブリッジ回路と、第３の電源および第３の出力ノードに結合された第３の電圧充電デバイスと、をさらに含み、診断回路が、第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧、第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧および第３の電圧充電デバイスの第３の充電電圧を監視し、第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出し、第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出し、第３の充電電圧が第３のしきい値電圧に充電される第３の充電時間を検出し、第１の充電時間と第２の充電時間との間の第１の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、または第１の充電時間と第３の充電時間との間の第２の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0118】
２３．診断回路が、第１の時間差および第２の時間差の両方が時間差しきい値以上であるという条件で、正常動作状態を検出するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0119】
２４．第１のハイサイドトランジスタ、第１のローサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタ、第２のローサイドトランジスタ、第３のハイサイドトランジスタおよび第３のローサイドトランジスタを、少なくともオン状態とオフ状態とを含むそれぞれのスイッチング状態間で駆動するための制御信号を生成するように構成されたドライバ回路をさらに含み、診断回路が、第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視している間に、ドライバ回路が、第１のハイサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタ、第３のハイサイドトランジスタ、第２のローサイドトランジスタおよび第３のローサイドトランジスタをオフ状態に維持し、第１のローサイドトランジスタをオン状態とオフ状態との間で駆動するように構成され、診断回路が正常動作状態を検出したことを条件に、診断回路が、第１のハイサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタおよび第３のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを可能にするように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0120】
２５．診断回路が短絡状態を検出したことを条件に、診断回路が、第１のハイサイドトランジスタ、第２のハイサイドトランジスタおよび第３のハイサイドトランジスタのそれぞれのスイッチング状態間でのスイッチングを無効にするように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0121】
２６．第１の電源、第２の電源および第３の電源が同じ電源である、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0122】
２７．診断回路が短絡状態を検出したことを条件に、診断回路が、短絡状態の故障位置を示す短絡故障信号を生成するように構成される、上記態様のいずれかに記載のドライバシステム。
【0123】
２８．第１の出力ノードに第１の負荷電流を生成するように構成された第１のハーフブリッジ回路と、第２の出力ノードに第２の負荷電流を生成するように構成された第２のハーフブリッジ回路と、第１の電源および第１の出力ノードに結合された第１の電圧充電デバイスと、第２の電源および第２の出力ノードに結合された第２の電圧充電デバイスと、を含むドライバシステムにおける短絡状態を検出する方法であって、第１の電圧充電デバイスの第１の充電電圧および第２の電圧充電デバイスの第２の充電電圧を監視するステップと、第１の充電電圧が第１のしきい値電圧に充電される第１の充電時間を検出するステップと、第２の充電電圧が第２のしきい値電圧に充電される第２の充電時間を検出するステップと、第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値未満であるという条件で、短絡状態を検出するステップと、を含む方法。
【0124】
２９．第１の充電時間と第２の充電時間との間の時間差が時間差しきい値以上であるという条件で、正常動作状態を検出するステップをさらに含む、態様２８に記載の方法。
【0125】
前述の開示は、例示および説明を提供するが、網羅的であること、または実施態様を開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。上記の開示に照らして変更および変形が可能であり、または実装の実施から取得され得る。
【0126】
本明細書で使用される場合、構成要素という用語は、ハードウェア、ファームウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして広く解釈されることを意図している。
【0127】
いくつかの実施態様は、しきい値に関連して本明細書で説明される。本明細書で使用される場合、しきい値を満たすことは、しきい値よりも大きい、しきい値よりも多い、しきい値よりも高い、しきい値以上、しきい値よりも小さい、しきい値よりも少ない、しきい値よりも低い、しきい値以下、しきい値と等しいなどの値を指すことができる。
【0128】
本明細書に記載のシステムおよび／または方法は、ハードウェア、ファームウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせの異なる形態で実装されてもよいことは明らかであろう。これらのシステムおよび／または方法を実装するために使用される実際の専用の制御ハードウェアまたはソフトウェアコードは、実装を限定するものではない。したがって、システムおよび／または方法の動作および挙動は、特定のソフトウェアコードを参照することなく本明細書に記載されており、ソフトウェアおよびハードウェアは、本明細書の記載に基づいてシステムおよび／または方法を実装するように設計することができることが理解される。
【0129】
これらの処理構成要素はいずれも、ハードディスクまたは半導体メモリデバイスなどの非一時的なコンピュータ可読記録媒体からソフトウェアプログラムを読み出して実行する中央処理装置（ＣＰＵ）または他のプロセッサとして実装されてもよい。例えば、命令は、１つまたは複数のＣＰＵ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルロジックアレイ（ＦＰＬＡ）、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、または他の同等の集積または個別論理回路などの１つまたは複数のプロセッサによって実行されてもよい。したがって、本明細書で使用される「プロセッサ」という用語は、前述の構造のいずれか、または本明細書に記載の技術の実施に適した任意の他の構造を指す。
【0130】
ハードウェアを含むコントローラはまた、本開示の技法のうちの１つまたは複数を実行することができる。１つまたは複数のプロセッサを含むコントローラは、電気信号およびデジタルアルゴリズムを使用して、補正機能をさらに含み得るその受信、分析および制御機能を実行することができる。そのようなハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアは、本開示に記載されたさまざまな技術をサポートするために、同じデバイス内または別個のデバイス内に実装されてもよい。
【0131】
信号処理回路および／または信号調整回路は、生の測定データの形態の１つまたは複数の構成要素から１つまたは複数の信号（例えば、測定信号）を受信することができ、測定信号からさらなる情報を導出することができる。本明細書で使用される信号調整とは、信号がさらなる処理のための次の段階の要件を満たすようにアナログ信号を操作することを指す。信号調整は、アナログからデジタルへの変換（例えば、アナログ－デジタルコンバータを介して）、増幅、フィルタリング、変換、バイアス、レンジマッチング、分離および調整後の処理に適した信号にするために必要な任意の他のプロセスを含むことができる。
【0132】
特徴の特定の組み合わせが特許請求の範囲に記載されおよび／または本明細書に開示されているが、これらの組み合わせは、可能な実施態様の開示を限定することを意図するものではない。実際、これらの特徴の多くは、特許請求の範囲に具体的に記載されていないおよび／または明細書に開示されていない方法で組み合わされてもよい。以下に列挙される各従属請求項は１つの請求項のみに直接依存し得るが、可能な実施態様の開示は、各従属請求項を請求項セット内の他のすべての請求項と組み合わせて含む。
【0133】
さらに、本明細書または特許請求の範囲に開示した複数の行為または機能の開示は、特定の順序内にあると解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、複数の行為または機能の開示は、そのような行為または機能が技術的な理由で交換可能でない限り、これらを特定の順序に限定しない。さらに、いくつかの実施態様では、単一の動作は、複数のサブ動作を含んでもよく、または複数のサブ動作に分割されてもよい。そのような副行為は、明示的に除外されない限り、この単一の行為の開示の一部に含まれてもよい。
【0134】
本明細書で使用される要素、動作、または命令は、そのように明示的に記載されていない限り、重要または必須であると解釈されるべきではない。また、本明細書で使用される場合、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、１つまたは複数の項目を含むことが意図され、「１つまたは複数」と交換可能に使用され得る。さらに、本明細書で使用される場合、「セット」という用語は、１つまたは複数の項目（例えば、関連項目、無関係な項目、関連項目と無関係な項目との組み合わせなど）を含むことを意図しており、「１つまたは複数」と互換的に使用され得る。１つの項目のみが意図される場合、「１つ」という用語または同様の用語が使用される。また、本明細書で使用される場合、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｅ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」などの用語は、オープンエンド用語であることを意図している。さらに、「基づく」という語句は、特に明記しない限り、「少なくとも部分的に、基づく」を意味することを意図している。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【外国語明細書】