用于开关电子装置的保护制造方法及图纸

本公开涉及用于开关电子装置的保护。HS开关晶体管耦合在高侧节点和开关节点之间。LS开关晶体管耦合在开关节点和低侧节点之间。电感性负载以HS/LS开关晶体管之一是续流开关晶体管的方式耦合到开关节点。响应于在所述续流开关晶体管处于导通状态的情况下检测到在所述开关节点处发生短路：检测开关节点处的电信号，在检测到的电信号与阈值电平之间进行比较，并且当比较指示电信号已经达到阈值电平时，提供驱动信号以控制续流开关晶体管切换到非导通状态。非导通状态。非导通状态。

【技术实现步骤摘要】
用于开关电子装置的保护
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年5月13日提交的意大利专利申请No.102022000009986的优先权，该申请的内容在法律允许的最大程度上通过引用整体并入本文。


[0003]本说明书涉及诸如反激式(flyback)的开关电子装置。
[0004]例如，一个或多个实施例可以被应用以保护这种装置不受超过安全操作裕度的电流强度的影响。
[0005]一个或多个实施例可以用于这样的应用中，其中，如在汽车领域中的情况，例如，在电子装置的寿命期间保持操作的准确性是期望的特征。

技术介绍

[0006]所谓的半桥布置中的一对功率开关可以被配置为以两种配置中的任一种来驱动机电负载：高侧驱动器(HSD)配置和低侧驱动器配置(LSD)，在高侧驱动器配置中，负载连接在半桥的输出节点和接地线之间，在低侧驱动器配置中，负载连接在电压供应线和半桥的输出节点之间。
[0007]例如，HSD配置可用于控制输出引脚VO处的电压斜率，同时HS功率FET被快速地接通/关断，以便在从LS功率FET切换到HS功率FET以及从HS功率FET切换到LS功率FET期间最小化电流监测器的消隐时间。
[0008]在操作期间，突然的短路(例如，跨越负载或跨越电源开关)可能损坏半桥布置中的开关的操作。因此，防止这种短路是相关参数。
[0009]在电流调节期间，引脚之间的潜在短路的管理是管理以防止装置损坏的方面。
[0010]例如：HS开关接通时，输出节点与供电电压线之间可能存在短路；并且当LS开关接通时，在输出节点和接地线之间可能存在短路。
[0011]在这两种情况下，电流流过分别接通的电源开关，并且开关可能经历超过“正常”值的电流强度，即超过最大调节电流值。
[0012]现有解决方案可能存在以下缺点中的一个或多个：电流在所述开关中流动直到所述故障检测被触发；在电流路径中使用分流电阻器，导致占用面积增加；设置强度阈值与限制分流扩展之间存在冲突。
[0013]本领域需要有助于克服上述缺陷。

技术实现思路

[0014]一个或多个实施例可以涉及一种电路。
[0015]一个或多个实施例可以涉及相应的方法。
[0016]一个或多个实施例可以涉及开关电子装置。
[0017]一个或多个实施例有助于在半桥装置的LS功率开关中的电流再循环期间保护LS
开关免受输出节点到接地的短路的影响。
[0018]一个或多个实施例有助于在半桥装置的HS功率开关中的电流再循环期间保护HS开关免受输出节点到电源电压线的短路的影响。
[0019]一个或多个实施例提供了响应于高于安全阈值的电流强度的驾驶员的改善的诊断关断。
[0020]一个或多个实施例有助于延长产品寿命并增加操作的安全裕度，从而抵消损坏装置的风险。
[0021]一个或多个实施例以很少的简单部件的小成本提供了改善的过电流诊断和保护。
[0022]一个或多个实施例提供了相对简单和便宜的解决方案以保护器件免受不希望的损坏。
[0023]一个或多个实施，一个或多个实施例在硅面积方面具有减小的(实际上为零)影响。
[0024]一个或多个实施例有助于放宽汽车应用的约束。
[0025]一个或多个实施例降低了现场装置损坏的风险。
[0026]一个或多个实施例反交叉传导电流从电源到接地。
附图说明
[0027]现在将参考附图仅通过非限制性示例来描述一个或多个实施例，其中：
[0028]图1是根据本公开的示例性电路图；
[0029]图2是图1所示电路中信号随时间变化的示意图；
[0030]图3是根据本公开的电路的示例图；
[0031]图4是图3所示电路中信号随时间变化的示意图；
[0032]图5是根据本公开的装置的图；
[0033]图6是根据本公开的电路的示例图；
[0034]图7是图6所示电路中信号随时间变化的示意图；
[0035]图8是根据本公开的电路的示例图；
[0036]图9是图8所示电路中信号随时间变化的示意图；
[0037]图10和图11是根据本公开的开关装置的替代配置的示例图；以及
[0038]图12是配备有根据本专利技术的切换装置的车辆的示范性图。
具体实施方式
[0039]除非另外指明，否则不同附图中的对应数字和符号通常指代对应部分。
[0040]附图是为了清楚地说明实施例的相关方面而绘制的，并且不必按比例绘制。
[0041]在附图中画出的特征的边缘不一定表示特征范围的终止。
[0042]在随后的描述中，示出了一个或多个具体细节，目的在于提供对本描述的实施例的示例的深入理解。可以在没有一个或多个具体细节的情况下，或者利用其他方法、组件、材料等来获得实施例。在其他情况下，没有详细示出或描述已知的结构，材料或操作，从而不会模糊实施例的某些方面。
[0043]在本说明书的框架中对“一个实施例”或“一实施例”的引用旨在指示关于该实施
例描述的特定配置，结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可能出现在本说明书的一个或多个点中的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语不一定指同一个实施例。
[0044]此外，在一个或多个实施方案中，特定的构象、结构或特征可以以任何适当的方式组合。
[0045]在本文所附附图中，除非上下文另有说明，否则相同的部分或元件用相同的附图标记/数字表示，并且为了简洁起见，将不对每个图重复相应的描述。
[0046]这里使用的参考仅仅是为了方便而提供的，因此不限定保护范围或实施例的范围。
[0047]如图1和图3所示，被配置为向负载L提供经调节的电压电平的开关(或切换)电压调节器电路10包括电源节点Vs，其被配置为接收参考接地GND的DC电源电压，例如由电池(图1中不可见)提供的DC电压电平Vs＝12V。电路10还包括第一(例如，高侧)开关晶体管Q
HS
(例如，n沟道或p沟道金属氧化物半导体－MOS－场效应晶体管－FET)和第二(例如，低侧)开关晶体管Q
LS
(例如，类似于高侧的MOSFET)。第一和第二开关晶体管Q
HS
，Q
LS
彼此耦合(例如，第二开关晶体管Q
LS
的漏极节点V
OUT
连接到“续流”晶体管Q
HS
的阳极)，并且具有相应漏极－源极电流路径，该电流路径经由在第一开关晶体管Q
HS
和第二开关晶体管Q
LS
中间的开关节点V
OUT
串联设置在电源节点Vs与接地GND之间。
[0048]如图1和图3所示，开关节点V
OUT
被配置为耦合到参考至参考电压(例如，接地GND或电源电压Vs)的电感负载L(例如，具有电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：将高侧开关晶体管耦合在高侧参考节点与开关节点之间，其中所述高侧开关晶体管包括高侧控制端子和穿过所述高侧开关晶体管的电流流动路径，所述高侧控制端子被配置为接收高侧控制信号，并且穿过所述高侧开关晶体管的电流流动路径在所述高侧控制端子与所述开关节点之间，其中所述高侧开关晶体管被配置为响应于所述高侧控制信号具有第一值而朝向导通状态切换，其中所述电流流动路径提供在所述高侧参考节点与所述开关节点之间的高侧电流流动线；将低侧开关晶体管耦合在所述开关节点与低侧参考节点之间，其中所述低侧开关晶体管包括低侧控制端子和穿过所述低侧开关晶体管的电流流动路径，所述低侧控制端子被配置为接收低侧控制信号，并且穿过所述低侧开关晶体管的电流流动路径所述开关节点与所述低侧参考节点之间，其中所述低侧开关晶体管被配置为响应于所述低侧控制信号具有第一值而朝向导通状态切换，其中通过所述低侧开关晶体管的电流流动路径提供在所述开关节点与所述低侧参考节点之间的电流流动线；将电感负载耦合到所述开关节点和参考节点，所述参考节点包括具有续流高侧开关晶体管的所述高侧参考节点和具有续流低侧开关晶体管的所述低侧参考节点中的一者；以及响应于在相应续流开关晶体管处于所述导通状态而在所述开关节点处发生的短路：感测所述开关节点处的电信号；执行在所述开关节点处感测的所述电信号与阈值电平之间的比较；以及根据指示所述电信号已经达到所述阈值电平的比较，向所述相应续流开关晶体管的所述控制节点提供驱动信号，以将所述相应续流开关晶体管切换到所述非导通状态。2.根据权利要求1所述的方法，包括：将感测晶体管耦合到所述续流开关晶体管，其中所述感测晶体管具有与所述续流开关晶体管的面积成比例的面积；以及经由所述感测晶体管在所述开关节点处感测所述电信号。3.根据权利要求1所述的方法，其中向所述续流开关晶体管的所述控制节点提供所述驱动信号包括：响应于所述电信号达到所述阈值电平而触发时间计数器以开始计数时间间隔；只要所述电信号达到所述阈值电平就断言比较信号；响应于所述时间计数器达到等于时间间隔的时间计数并且所述比较信号在所述时间间隔期间保持断言，向所述续流开关晶体管的所述控制节点提供所述驱动信号；以及由此将所述续流开关晶体管朝向所述非导通状态切换。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：响应于所述时间计数器未能达到等于所述时间间隔的时间计数而复位所述时间计数器。5.一种用于控制电路的方法，所述电路包括高侧开关晶体管和低侧开关晶体管，所述高侧开关晶体管与所述低侧开关晶体管在耦合到电感负载的开关节点处串联耦合，使得所述高侧开关晶体管和所述低侧开关晶体管中的一个开关晶体管是续流开关晶体管，所述方法包括：响应于当所述续流开关晶体管处于导通状态时在所述开关节点处发生的短路：感测所述开关节点处的电信号；执行在所感测的电信号与阈值之间的比较；以及
当所述比较指示所感测的所述电信号已经达到所述阈值时，将所述续流开关晶体管驱动到非导通状态。6.根据权利要求5所述的方法，其中感测所述电信号包括使用具有与所述续流开关晶体管共用的控制端子的感测晶体管来感测所述开关节点处的所述电信号。7.根据权利要求5所述的方法，其中驱动包括：响应于所述电信号达到所述阈值电平而计数时间间隔；当所计数的所述时间间隔的值达到时间计数时，将所述续流开关晶体管驱动到所述非导通状态。8.一种电路，包括：高侧开关晶体管，耦合在高侧参考节点与开关节点之间，其中所述高侧开关晶体管包括高侧控制端子和穿过所述高侧开关晶体管的电流流动路径，所述高侧控制端子被配置为接收高侧控制信号，并且穿过所述高侧开关晶体管的电流流动路径在所述开关节点与所述高侧参考节点之间，其中所述高侧开关晶体管被配置为响应于相应控制信号具有第一值而朝向导通状态切换，且其中穿过所述高侧开关晶体管的所述电流流动路径提供在所述开关节点与所述高侧参考节点之间的高侧电流流动线；低侧开关晶体管，耦合在所述开关节点与低侧参考节点之间，其中所述低侧开关晶体管包括低侧控制端子和穿过所述低侧开关晶体管的电流流动路径，所述低侧控制端子被配置为接收低侧控制信号，并且穿过所述低侧开关晶体管的电流流动路径在所述开关节点与所述低侧参考节点之间，其中所述低侧开...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：