电子开关及其操作方法技术

公开了电子电路及其操作方法。电子电路包括：多个电子开关，每个电子开关包括负载路径和控制节点，其中，负载路径并联连接在电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间；电流感测电路，被配置成感测第一负载节点和第二负载节点之间的负载电流以生成表示负载电流的电流感测信号；驱动电路，被配置成基于至少一个输入信号来驱动多个电子开关；以及过载检测器。过载检测器被配置成：接收电流感测信号和选择信息，以及根据电流感测信号和选择信息来生成过载信号。

【技术实现步骤摘要】
电子开关及其操作方法
本公开内容一般地涉及电子开关和保护电路，并且更具体地涉及能够操作为电子开关和电子熔断器(fuse)的电子电路。
技术介绍
熔断器是根据电流的电流电平以及根据电流电平存在(prevail)的持续时间跳闸(trip)的保护装置。例如，如果电流高于最大电流，则熔断器几乎立即跳闸，如果电流为额定电流或额定电流以下，则熔断器不会跳闸，以及如果电流在额定电流与最大电流之间，则熔断器在取决于电流电平的延迟时间之后跳闸。熔断器可以用于保护负载以及电源与负载之间的电缆。熔断器的功能可以使用电子开关和驱动电路来实现。在复杂系统中，会需要多个电负载以及因此多个熔断器。例如，在汽车中，汽车中实现的负载的额定电流会从几毫安变化到几十安。通常，基于各个负载的额定电流来选择在诸如汽车电池等电源与这些负载之间的电缆。因此，为了保护不同类型的电缆，需要不同类型的熔断器。然而，这使制造和供应过程变复杂。因此，需要用作熔断器并且可以用于不同类型的负载和电缆的电子电路。
技术实现思路
一个示例涉及电子电路。该电子电路包括多个电子开关、电流感测电路、驱动电路和过载检测器。多个电子开关中的每一个包括负载路径和控制节点，其中，负载路径并联连接在电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间。电流感测电路被配置成感测第一负载节点和第二负载节点之间的负载电流并且生成表示该负载电流的电流感测信号。驱动电路被配置成基于至少一个输入信号来驱动多个电子开关。过载检测器被配置成接收电流感测信号和选择信息并且根据电流感测信号和选择信息来生成过载信号。另一示例涉及方法。该方法包括基于至少一个输入信号来驱动多个电子开关，其中，多个电子开关中的每一个包括负载路径和控制节点，以及其中，负载路径并联连接在电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间。该方法还包括：基于感测第一负载节点和第二负载节点之间的负载电流来生成电流感测信号；以及根据电流感测信号和选择信息来生成过载信号。附图说明下面参照附图说明示例。附图用于示出一些原理，因此仅示出了用于理解这些原理所必需的方面。附图并未按比例绘制。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。图1示出了具有多个电子开关、电流感测电路以及包括驱动电路和过载检测器的控制电路的电子电路的一个示例；图2示意性示出了图1所示的电子电路中的一些信号的时序图；图3示出了具有多个电子开关、电流感测电路以及包括驱动电路和过载检测器的控制电路的电子电路的另一示例；图4示意性示出了根据图1和图3中的一个的电子电路的两种不同的“熔断器特性”；图5更详细地示出了驱动电路的一个示例；图6示出了控制电路的另一示例；图7示出了图6所示的控制电路的变型；图8示意性示出了均包括电子开关以及电流感测电路的电流传感器的多个开关电路；图9更详细地示出了开关电路的一个示例；图10更详细地示出了开关电路的另一示例；图11更详细地示出了图10所示的开关电路的测量电路；图12示出了被配置成驱动一个开关电路的驱动器的一个示例；图13示出了包括滤波器和比较器电路的过载检测器的一个示例；图14示出了滤波器的一个示例；图15示出了比较器电路的一个示例；图16示出了说明过载检测器的功能的时序图；以及图17至图19示出了比较器电路的另外的示例。具体实施方式在下面的详细描述中，参照了附图。附图形成说明书的一部分，并且通过图示示出了可以实践本专利技术的具体实施方式。应当理解，除非另外明确指出，否则本文中描述的各种实施方式的特征可以相互组合。图1示出了用作电子开关并用作保护电路的电子电路的一个示例。该类型的电子电路在下文中可以被称为电子开关和保护电路。参照图1，电子开关和保护电路包括多个电子开关21至2n。这些电子开关21至2n中的每一个包括控制节点G1至Gn以及在第一负载节点D1至Dn和第二负载节点S11至S1n之间的负载路径。电子开关21至2n的负载路径并联连接在电子开关和保护电路的第一负载节点11和第二负载节点12之间。电流感测电路7被配置成感测第一负载节点11和第二负载节点12之间的负载电流Iz并且生成表示该负载电流Iz的电流感测信号CSTOT。在图1中仅示意性示出了电流感测电路7。在下文中将进一步详细地说明如何实现电流感测电路7的示例。根据一个示例，电子开关21至2n具有基本上相同的导通电阻，导通电阻为导通状态(接通状态)下的欧姆电阻。这可以通过以相同的尺寸实现电子开关21至2n来获得。电子开关21至2n每个可以被实现为具有内部并联连接的多个晶体管单元的晶体管。“以相同的尺寸实现电子开关21至2n”可以包括以基本上相同数量的晶体管单元实现电子开关21至2n。根据另一示例，电子开关21至2n中的至少两个具有不同的导通电阻。这可以通过以不同的尺寸实现电子开关中的至少两个来获得。根据又一示例，电子开关21至2n中的每一个具有与电子开关中的其余电子开关的导通电阻不同的导通电阻。参照图1，电子电路还包括具有驱动电路4和过载检测器5的控制电路3。驱动电路4被配置成基于由驱动电路4接收的至少一个输入信号来选择和接通多个电子开关21至2n中的至少一个。在图1所示的示例中，驱动电路4接收多个输入信号SIN1至SINn，其中，这些输入信号SIN1至SINn中的每一个与多个电子开关21至2n中的一个相关联。这些输入信号SIN1至SINn中的每一个指示对应的电子开关21至2n是接通还是关断，其中，驱动电路4被配置成基于输入信号SIN1至SINn中的每一个来生成驱动信号SDRV1至SDRVn。电子开关21至2n中的每一个在其栅极节点G1至Gn处接收驱动信号SDRV1至SDRVn中的对应一个，并且根据对应的驱动信号SDRV1至SDRVn的信号电平来接通或关断。例如，第一电子开关21接收第一驱动信号SDRV1，其中，该第一驱动信号SDRV1由驱动电路4根据第一输入信号SIN1来生成，第二电子开关22接收第二驱动信号SDRV2，该第二驱动信号SDRV2由驱动电路4基于第二输入信号SIN2来生成，以此类推。过载检测器5接收电流感测信号CSTOT，以及被配置成检测过载情况并基于该检测和基于选择信号SSEL来生成过载信号SOL。驱动电路4接收过载信号SOL。根据一个示例，驱动电路4被配置成：如果过载信号SOL指示已经检测到过载情况，则独立于相应的输入信号SIN1至SInn而关断电子开关21至2n中的每一个。参照图2所示的时序图说明驱动电路4的该功能。图2示出了输入信号SINi、由驱动电路4基于输入信号SINi生成的驱动信号SDRVi以及过载信号SOL的时序图。图2所示的信号SINi表示图1所示的多个输入信号SINi至SINn中的任意一个。根据一个示例，输入信号SINi具有导通电平或断开电平。输入信号SINi的导通电平指示期望接通与输入信号SINi相关联的电子开关2i，以及断开电平指示期望关断相应的电子开关2i。仅出于说明的目的，假定图2所示的输入信号SINi的高信号电平表示导通电平，而低信号电平表示断开电平。根据一个示例，过载信号SOL具有指示已经检测到过载情况的过载电平或指示电子电路处于正常模式的非过载电平。“正常模式”是没有检测到过载情况的操作模式。仅出于说明的目的，在图2所示的示例中，过载电平被描绘为低信号电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子电路，包括：多个电子开关，每个所述电子开关包括负载路径和控制节点，其中，所述负载路径并联连接在所述电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间；电流感测电路，被配置成感测所述第一负载节点和所述第二负载节点之间的负载电流并且生成表示所述负载电流的电流感测信号；驱动电路，被配置成基于至少一个输入信号来驱动所述多个电子开关；以及过载检测器，其中，所述过载检测器被配置成：接收所述电流感测信号和选择信息，以及根据所述电流感测信号和所述选择信息来生成过载信号。

【技术特征摘要】
2016.12.30 US 15/395,3751.一种电子电路，包括：多个电子开关，每个所述电子开关包括负载路径和控制节点，其中，所述负载路径并联连接在所述电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间；电流感测电路，被配置成感测所述第一负载节点和所述第二负载节点之间的负载电流并且生成表示所述负载电流的电流感测信号；驱动电路，被配置成基于至少一个输入信号来驱动所述多个电子开关；以及过载检测器，其中，所述过载检测器被配置成：接收所述电流感测信号和选择信息，以及根据所述电流感测信号和所述选择信息来生成过载信号。2.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述驱动电路被配置成接收所述过载信号并且当所述过载信号指示已经检测到过载情况时禁用所述多个电子开关。3.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述过载检测器包括：滤波器，被配置成基于对滤波器输入信号进行滤波来生成滤波器输出信号；以及比较器电路，被配置成将所述滤波器输出信号与阈值信号进行比较并基于所述比较来生成所述过载信号，其中，所述滤波器输入信号取决于所述电流感测信号，以及其中，所述阈值信号取决于所述选择信息。4.根据权利要求3所述的电子电路，其中，所述滤波器包括被配置成对取决于所述滤波器输入信号的积分器输入信号进行积分的积分器。5.根据权利要求4所述的电子电路，其中，所述积分器输入信号取决于所述滤波器输入信号的平方。6.根据权利要求4所述的电子电路，其中，所述积分器是被配置成在时间窗口上对所述积分器输入信号进行积分的窗口积分器。7.根据权利要求6所述的电子电路，其中，所述时间窗口的持续时间取决于所述选择信息。8.根据权利要求3所述的电子电路，其中，所述过载检测器还包括：可变增益放大器，被配置成接收所述电流感测信号并且通过对所述电流感测信号进行放大来生成所述滤波器输入信号，其中，所述可变增益放大器的增益取决于所述选择信息。9.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述多个电子开关具有基本上相同的导通电阻。10.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述多个电子开关中的至少两个具有不同的导通电阻。11.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述驱动电路被配置成接收多个输入信号，其中，所述多个输入信号中的每一个与所述多个电子开关中的对应一个相关联，以及其中，所述驱动电路被配置成基于对应的输入信号来驱动所述多个电子开关中的每一个。12.根据权利要求11所述的电子电路，还包括：选择信号发生器，被配置成接收所述多个输入信号并且基于所述多个输入信号来生成所述选择信息的至少一部分。13.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述电流感测电路包括：多个电流传感器，其中，所述多个电流传感器中的每一...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔方斯·格拉夫，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE