为高侧驱动器提供反向电流保护的电路制造技术

一种在第一电压轨和第二电压轨(即VDD_HV和VDD_MV)之间操作的电子控制单元(ECU)(400)，其包括放大器电路(304')和单一电流感测电路(402、404、406、408)，该单一电流感测电路经耦合以对总线引脚(OUTx)承载信号并保护总线管脚不受对地短路和对电池短路的影响。单一电流感测电路包括：将信号传递到总线引脚的开关电路(402)；以及提供与总线引脚处的输出电流成比例的第二电流(IMrev)的正向电流感测电路(404)。当总线管脚(OUTx)上的电压高于给定值时，正向电流感测电路(404)使第二电流基本为零。单一电流感测电路还包括正向电流保护电路(406)和反向电流开关电路(408)，反向电流开关电路(408)接收第二电流并在第二电流为零时断开与第二电压的连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】为高侧驱动器提供反向电流保护的电路
本专利技术总体涉及电子电路，并且更具体地涉及为高侧驱动器提供反向电流保护的电路。
技术介绍
外设传感器接口(PSI)是一个不断发展的汽车标准，PSI5是当前版本，被认为是局域互联网络(LIN)的替代品。许多汽车应用使用PSI协议，如安全气囊加速度传感器、超声波、动力系统、制动应用等。PSI收发器中的电子控制单元(ECU)向传感器提供电源(例如基极电压)和同步脉冲，同步脉冲开始采集来自传感器的数据。传感器继而响应电流调制数据，该调制数据被ECU感测并转换为数字波形。收发器总线引脚(OUTx)可能对地或电池短路，并需要双向电流感测进行故障保护。对地短路和对电池短路的保护通常使用两种不同的电路，这会导致芯片面积增加和功耗增加，这将在下面进行说明。需要用于保护电路的更小的占用面积和更低的功耗。
技术实现思路
所描述的示例为对地短路和对电池短路保护提供了单一电流感测路径，消除了使用两个或更多个电流感测回路来提供这两种保护。这反过来在电路所需的面积和操作电路所需的功率方面提供了效率。在一个方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高侧驱动器的电子控制单元即ECU，其包括：/n放大器电路，其包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管与在第一电压轨和第二电压轨之间的第二开关晶体管串联耦合，所述第一电压轨承载第一电压，所述第二电压轨承载小于所述第一电压的第二电压，所述放大器电路经耦合以控制所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管中的对应栅极；以及/n单一电流感测电路，其经耦合以保护所述高侧驱动器上的总线引脚不受对地短路和对电池短路二者的影响，所述单一电流感测电路包括：/n输入节点，其位于所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管之间；/n开关电路，其经耦合以在正常操作期间将电流从所述输入节点传递到所述总线引脚；/n正向电流...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180306 US 15/913,4651.一种用于高侧驱动器的电子控制单元即ECU，其包括：
放大器电路，其包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管与在第一电压轨和第二电压轨之间的第二开关晶体管串联耦合，所述第一电压轨承载第一电压，所述第二电压轨承载小于所述第一电压的第二电压，所述放大器电路经耦合以控制所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管中的对应栅极；以及
单一电流感测电路，其经耦合以保护所述高侧驱动器上的总线引脚不受对地短路和对电池短路二者的影响，所述单一电流感测电路包括：
输入节点，其位于所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管之间；
开关电路，其经耦合以在正常操作期间将电流从所述输入节点传递到所述总线引脚；
正向电流感测电路，其耦合到所述输入节点和所述第一电压轨，所述正向电流感测电路经耦合以在第一输出节点上提供第一电流和在第二输出节点上提供第二电流，所述第一电流和第二电流中的每个与所述总线引脚处的输出电流成比例，其中当所述总线引脚上的总线电压高于给定值时，所述第一电流和所述第二电流基本上为零；
反向电流开关电路，其经耦合以接收所述第二电流并进一步耦合到所述第二开关晶体管的所述栅极，所述反向电流开关电路经耦合以在所述第二电流输出为零时，将所述第二开关晶体管断开；以及
正向电流保护电路，其耦合到所述正向电流感测电路、所述第一电压轨和第三电压轨，所述第三电压轨提供小于所述第二电压的第三电压，所述正向电流保护电路进一步经耦合以响应于对地短路而断开开关电路。


2.根据权利要求1所述的用于高侧驱动器的电子控制单元，其中所述第二开关晶体管是P型金属氧化物硅晶体管即PMOS晶体管，所述反向电流开关电路包括：
第一节点，其经耦合以接收所述第二电流；
第一电流灌入器，其耦合在所述第一节点和所述第三电压轨之间；
第一N型金属氧化物硅晶体管即第一NMOS晶体管，其耦合在所述第二开关晶体管的栅极和所述第三电压轨之间，所述第一NMOS晶体管的栅极耦合到所述第一节点和所述第一电流灌入器之间的点；以及
第一电阻器，其耦合在所述第二开关晶体管的所述栅极和所述第三电压轨之间。


3.根据权利要求2所述的用于高侧驱动器的电子控制单元，其中所述开关电路包括：
第一电流拉出器，其与在所述第一电压轨和所述输入节点之间的第二电阻器串联耦合，所述第一电流拉出器在第二节点上提供稳定的电压；以及
第二NMOS晶体管，其与在所述输入节点和所述总线引脚之间的第三NMOS晶体管串联耦合，所述第二NMOS晶体管和所述第三NMOS晶体管中的对应栅极耦合到所述第二节点并且进一步通过第一二极管和第二二极管耦合到所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管的共用源极。


4.根据权利要求3所述的用于高侧驱动器的电子控制单元，其中所述正向电流感测电路包含：
第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管和第三PMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管、所述第二PMOS晶体管和所述第三PMOS晶体管中的每个具有耦合到所述第一电压轨的源极并且具有共同耦合的对应栅极，所述第一PMOS晶体管的漏极耦合到所述第一PMOS晶体管的栅极，提供所述第一电流的所述第二PMOS晶体管的漏极和提供所述第二电流的所述第三PMOS晶体管的漏极；
第四NMOS晶体管，其与在所述第一PMOS晶体管的所述漏极和第三节点之间的第三二极管和第五NMOS晶体管串联耦合，所述第三节点耦合在所述第二NMOS晶体管和所述第三NMOS晶体管中的所述对应源极，所述第五NMOS晶体管具有耦合到所述第二NMOS晶体管和所述第三NMOS晶体管中的所述对应栅极的栅极；
第一运算放大器，其具有耦合到所述输入节点的非反相输入、耦合到在所述第三二极管和所述第五NMOS晶体管之间的第四节点的反相输入以及耦合到所述第四NMOS晶体管的栅极的输出。


5.根据权利要求4所述的用于高侧驱动器的电子控制单元，其中所述正向电流感测电路还包括耦合在所述第四节点和所述第三电压轨之间的第二电流灌入器。


6.根据权利要求4所述的用于高侧驱动器的电子控制单元，其中所述正向电流保护电路包括：
第三电阻器，其与在所述第一电压轨和所述第三节点之间第六NMOS晶体管、第四二极管和第七NMOS晶体管串联耦合，所述第六NMOS晶体管的栅极耦合到所述第一运算放大器的所述输出，所述第七NMOS晶体管的栅极耦合到所述第二NMOS晶体管的所述栅极；
第四电阻器，其与在所述第一电压轨和所述第三电压轨之间的第三电流灌入器串联耦合；以及
第二运算放大器，其具有耦合到在所述第三电阻器和所述第六NMOS晶体管之间的第五节点的非反相输入、耦合到在所述第四电阻器和所述第三电流灌入器之间的第六节点的反相输入以及通过第五二极管耦合到所述第二NMOS晶体管和所述第三NMOS晶体管中的所述对应栅极的输出。


7.根据权利要求1所述的用于高侧驱动器的电子控制单元，其中所述放大器电路包括隔离放大器。


8.根据权利要求2所述的用于高侧驱动器的电子控制单元，其中所述放大器电路还包括：
第八NMOS晶体管，其与在所述第一电压轨和所述第三电压轨之间的第四PMOS晶体管(M21)和第二电流灌入器串联耦合；
第二电流拉出器，其与在所述第一电压轨和所述第三电压轨之间的第五PMOS晶体管串联耦合；以及
第三电流拉出器，其与第六PMOS晶体管串联耦合，所述第三电流拉出器的端子耦合到所述第一电压轨，所述第六PMOS晶体管的漏极耦合到所述第二开关晶体管的所述栅极，所述第四PMOS晶体管具有耦合到所述第六PMOS晶体管的栅极和所述第四PMOS晶体管的漏极的栅极，所述第一开关晶体管的所述栅极耦合到所述第二电流拉出器和所述第五PMOS晶体管之间的节点。


9.根据权利要求1所述的用于高侧驱动器的电子控制单元，其中所述第一电压约为14V，所述第二电压约为7V，和所述第三电压为本地接地。


10.一种收发器芯片，其包括：
多个解码器；以及
多个收发器，所述多个收发器中的每个收发器经由对应通道耦合到所述多个解码器中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·N·伊斯沃兰，T·P·杜里埃，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US