【技术实现步骤摘要】
本申请涉及智能半导体开关领域，尤其涉及一种智能电子开关、集成电路芯片、芯片产品和机电设备。
技术介绍
1、近些年来,随着汽车市场的茁壮成长，尤其是电动汽车市场的发展，例如电动乘用车市场、电动商务车市场，对汽车电子元器件的需求越来越多。汽车里面需求比较多的电子元器件为继电器，用于导通或者断开某条负载线路。然而，继电器本身具有一些缺点，例如开、关延迟时间较长，继电器本身昂贵、体积较大等。
2、随着半导体技术的发展，已经研发成功了智能电子开关,用于替代传统的继电器，智能电子开关通常用于将负载与电池进行耦合，是一种控制负载线路通断的电子元件。智能电子开关还具有一个或多个诊断能力和保护特征,例如对抗过温、过载、过流和短路事件。例如,在智能电子开关中具有功率开关,并且在过温、过载、过流或短路事件等情形中功率开关断开，使得电池与负载的通路断开。
3、现有的智能电子开关连接的负载类型包括容性负载，当功率开关刚导通时，容性负载会导致功率开关上会有很大的电流流过，从而有可能引起过流事件或者过温事件，当过流事件或者过温事件发生后，功率开关会被控制断开，其后过了一定时间或者温度恢复正常后功率开关又会重新开启导通，当过流事件或者过温事件出现次数较多时，可能会判断为异常。然而，现有的智能电子开关引起过流事件或者过温事件的类型有很多种，不限于容性负载异常引起过流事件或者过温事件，还可能有其他众多因素导致发生过流事件或者过温事件，现有技术没有作区分，从而现有的智能电子开关缺乏对容性负载是否异常进行有效监控。
1、本申请实施例所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种智能电子开关、集成电路芯片、芯片产品和机电设备。可有效的监控容性负载是否异常。
2、为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供一种智能电子开关，包括：
3、电源供电端、电源接地端、负载输出端、开关控制单元，其中，所述电源供电端用于与电池的正极连接，所述电源接地端用于与电池的负极连接，所述负载输出端用于与容性负载的第一端连接；
4、功率开关，其第一端与电源供电端或者电源接地端连接，其第二端与负载输出端连接以用于与容性负载串联，其控制端与开关控制单元连接，所述开关控制单元用于控制所述功率开关开启导通或者关断截止；
5、电容端，其用于与第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述容性负载的第二端连接，所述第一电容的容值与所述容性负载的容值成比例；
6、电流采样单元，其与所述电容端连接以用于与第一电容串联，所述电流采样单元对流过功率开关的电流进行采样，且流过电流采样单元的电流与流过功率开关的电流成比例；
7、异常检测单元，其与负载输出端、电容端连接，当功率开关导通后所述电容端的电压、所述负载输出端的电压满足预设条件时所述异常检测单元输出异常信号，所述异常信号用于表征所述容性负载异常。
8、可选的，所述异常检测单元还接入第一参考电压、第二参考电压；所述预设条件为所述电容端的电压到达第一参考电压所需的时间与所述负载输出端的电压到达第二参考电压所需的时间相差大于或等于第一预设时长。
9、可选的，所述第一参考电压与所述第二参考电压相等；或者，
10、所述异常检测单元包括第一电压比较器、第二电压比较器和计时比较单元，其中，所述第一电压比较器的第一输入端与负载输出端连接，其第二输入端接入第一参考电压，其输出端与计时比较单元连接，所述第二电压比较器的第一输入端与电容端连接，其第二输入端接入第二参考电压，其输出端与计时比较单元连接，当所述第一电压比较器输出端和第二电压比较器输出端其中之一的信号变化时所述计时比较单元开始计时，所述计时比较单元接入所述第一预设时长，当另一个电压比较器输出端信号变化时计时比较单元将当前的计时时长与第一预设时长进行比较，当当前的计时时长大于或等于第一预设时长时所述计时比较单元输出异常信号；或者，
11、所述异常检测单元包括第一电压比较器、第二电压比较器、第一计时单元、第二计时单元、时长减法器和时长比较器，其中，所述第一电压比较器的第一输入端与负载输出端连接，其第二输入端接入第一参考电压，其负载输出端与第一计时单元连接，所述第二电压比较器的第一输入端与电容端连接，其第二输入端接入第二参考电压，其负载输出端与第二计时单元连接，所述时长减法器与第一计时单元、第二计时单元连接，所述时长比较器与所述时长减法器连接，所述时长比较器还接入第一预设时长；其中，当所述功率开关开始导通时所述第一计时单元、所述第二计时单元开始计时，当所述第一电压比较器输出端的信号变化时所述第一计时单元输出第一计时时长，当所述第二电压比较器负载输出端的信号变化时所述第二计时单元输出第二计时时长，所述时长减法器将第一计时时长与第二计时时长相减以得到时长差值，所述时长比较器将所述时长差值与所述第一预设时长进行比较，当时长差值大于或等于第一预设时长时所述时长比较器输出异常信号。
12、可选的，所述异常检测单元还接入第一参考时长、第二参考时长；所述预设条件为经过第一参考时长充电所述电容端的电压与经过第二参考时长充电所述负载输出端的电压的差值大于或等于第三预设电压。
13、可选的，所述第一参考时长与所述第二参考时长相等；或者，
14、所述异常检测单元包括计时器、电压减法器和第三电压比较器，其中，计时器接入第一参考时长、第二参考时长，电压减法器与计时器、负载输出端、电容端连接，电压减法器的输出端与第三电压比较器连接，第三电压比较器还接入第三预设电压；其中，当所述功率开关开始导通时所述计时器开始计时，当所述计时器计时到第一参考时长时所述电压减法器获得负载输出端的电压，当所述计时器计时计时到第二参考电压时所述电压减法器获得电容端的电压，所述电压减法器将获得的负载输出端的电压、电容端的电压进行相减以得到电压差值，电压减法器将电压差值输出给所述第三电压比较器，所述第三电压比较器将所述电压差值与所述第三预设电压进行比较，当电压差值大于或等于第三预设电压时所述第三电压比较器输出异常信号。
15、可选的，所述第一电容的容值与容性负载的容值的比值为第一比值，所述电流采样单元生成的电流与流过功率开关的电流的比值为第二比值，所述第一比值与所述第二比值相等。
16、可选的，所述电流采样单元包括第一半导体开关，所述第一半导体开关与功率开关的类型相同，所述第一半导体开关的第一端与功率开关的第一端连接，其第二端与电容端连接，其控制端与功率开关的控制端连接，其中，流过第一半导体开关的电流小于流过功率开关的电流。
17、可选的，所述电流采样单元还包括运算放大器和第三半导体开关，其中，所述运算放大器的第一输入端与功率开关的第二端连接，所述运算放大器的第二输入端与第一半导体开关的第二端连接，所述运算放大器的负载输出端与第三半导体开关的控制端连接，所述第三半导体开关的第一端与所述第一半导体开关的第二端连接，所述第三半导体开本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能电子开关，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的智能电子开关，其特征在于，所述异常检测单元还接入第一参考电压、第二参考电压；所述预设条件为所述电容端的电压到达第一参考电压所需的时间与所述负载输出端的电压到达第二参考电压所需的时间相差大于或等于第一预设时长。
3.根据权利要求2所述的智能电子开关，其特征在于，所述第一参考电压与所述第二参考电压相等；或者，
4.根据权利要求1所述的智能电子开关，其特征在于，所述异常检测单元还接入第一参考时长、第二参考时长；所述预设条件为经过第一参考时长充电所述电容端的电压与经过第二参考时长充电所述负载输出端的电压的差值大于或等于第三预设电压。
5.根据权利要求4所述的智能电子开关，其特征在于，所述第一参考时长与所述第二参考时长相等；或者，
6.根据权利要求1-5任意一项所述的智能电子开关，其特征在于，所述第一电容的容值与容性负载的容值的比值为第一比值，所述电流采样单元生成的电流与流过功率开关的电流的比值为第二比值，所述第一比值与所述第二比值相等。
7.根据权利要
8.根据权利要求7所述的智能电子开关，其特征在于，所述电流采样单元还包括运算放大器和第三半导体开关，其中，所述运算放大器的第一输入端与功率开关的第二端连接，所述运算放大器的第二输入端与第一半导体开关的第二端连接，所述运算放大器的负载输出端与第三半导体开关的控制端连接，所述第三半导体开关的第一端与所述第一半导体开关的第二端连接，所述第三半导体开关的第二端与电容端连接。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的智能电子开关，其特征在于，所述智能电子开关还包括第二半导体开关，所述第二半导体开关的第一端与电容端连接，其第二端与电源接地端或者电源供电端连接，所述第二半导体开关用于释放所述第一电容上的电荷。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的智能电子开关，其特征在于，所述电容端还用于与第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述容性负载的第二端连接，其中，所述第一电阻的阻值与所述容性负载的阻值成比例，且所述第一电容的容值与所述容性负载的容值的比值和所述第一电阻的阻值与所述容性负载的阻值的比值相等。
11.一种集成电路芯片，其特征在于，包括如权利要求1-10任意一项所述智能电子开关，其中，所述电源供电端为电源供电引脚，所述电源接地端为电源接地引脚，所述负载输出端为负载输出引脚，所述电容端为电容引脚。
12.一种芯片产品，其特征在于，包括如权利要求1-10任意一项所述智能电子开关，其中，所述智能电子开关除功率开关之外的元件位于第一集成电路芯片上，所述功率开关位于第二集成电路芯片上；
13.一种机电设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任意一项所述智能电子开关或者如权利要求11所述的集成电路芯片或者如权利要求12所述的芯片产品；
14.根据权利要求13所述的机电设备，其特征在于，所述机电设备包括汽车。
...【技术特征摘要】
1.一种智能电子开关，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的智能电子开关，其特征在于，所述异常检测单元还接入第一参考电压、第二参考电压；所述预设条件为所述电容端的电压到达第一参考电压所需的时间与所述负载输出端的电压到达第二参考电压所需的时间相差大于或等于第一预设时长。
3.根据权利要求2所述的智能电子开关，其特征在于，所述第一参考电压与所述第二参考电压相等；或者，
4.根据权利要求1所述的智能电子开关，其特征在于，所述异常检测单元还接入第一参考时长、第二参考时长；所述预设条件为经过第一参考时长充电所述电容端的电压与经过第二参考时长充电所述负载输出端的电压的差值大于或等于第三预设电压。
5.根据权利要求4所述的智能电子开关，其特征在于，所述第一参考时长与所述第二参考时长相等；或者，
6.根据权利要求1-5任意一项所述的智能电子开关，其特征在于，所述第一电容的容值与容性负载的容值的比值为第一比值，所述电流采样单元生成的电流与流过功率开关的电流的比值为第二比值，所述第一比值与所述第二比值相等。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的智能电子开关，其特征在于，所述电流采样单元包括第一半导体开关，所述第一半导体开关与功率开关的类型相同，所述第一半导体开关的第一端与功率开关的第一端连接，其第二端与电容端连接，其控制端与功率开关的控制端连接，其中，流过第一半导体开关的电流小于流过功率开关的电流。
8.根据权利要求7所述的智能电子开关，其特征在于，所述电流采样单元还包括运算放大器和第三半导体开关，其中，所述运算放大器的第一输入端与功率开关的第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋利军，宋朋亮，白文利，
申请(专利权)人：深圳市稳先微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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