过电流保护器件以及操作电源开关的方法技术

过电流保护器件（18）包括最大允许电流单元（34）和具有导通状态和非导通状态的电源开关（20）。所述最大允许电流单元（34）根据电源电压确定依赖时间的最大允许电流（I1、I2）。所述电源开关（20）响应于通过所述电源开关（20）的电流超过所述最大允许电流（I1、I2）的指示而呈现所述非导通状态。还描述了一种操作电源开关（20）的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过电流保护器件以及操作电源开关的方法
本专利技术涉及过电流保护器件以及操作电源开关的方法。
技术介绍
电子器件可能包括用于保护器件免受高电流的保护机制。例如，在发生短路、事故或其它类型故障的情况下，可能出现这样的电流。可以安排保护机制来中断已检测到过电流的电路。过电流是大于最大允许电流的电流。保护机制的简单示例是保险丝，当通过保险丝的电流超过了最大允许电流时，保险丝被烧断。也存在电子保护机制。为给定应用定义最大允许电流可能具有挑战性，因为当第一次接通时，一些电子器件可能吸取较大的电流，以及在器件内的导体被加热之后，这些电子器件吸取相当低的静止电流。这种现象通常是由于导体的电阻通常会随着导体温度的增加而增加产生的。例如，被保护的电子器件可以是白炽灯。白炽灯可以例如是卤素灯。在灯被开启之前，灯泡的灯丝温度从而电阻最初可能是非常低的。开启时，灯丝温度可能开始从环境温度上升。由于初始电阻最初可能是非常低的，当灯被开启时可能出现大的初始电流。开启时到负载的大的初始电流被称为浪涌电流。浪涌电流可能是额定电流的很多倍（例如，10倍）。额定电流可以被定义为当负载达到恒定温度时通过负载的电流。额定电流、平稳电流和稳态电流的表达可以是可互换的。浪涌电流和稳态电流可能取决于施加到灯上的电压。施加到灯上的电压可能进而是例如电池提供的电源电压的函数。保护机制应该允许浪涌电流流入负载，例如在线束中，但仅仅在指定的时间，例如在开启灯之后不超过一百毫秒。国际专利申请公开WO2006/111187A1(Turpin)描述了具有连续地或间歇地调节的电流限定的电流驱动电路。专利技术摘要如所附权利要求中所描述的，本专利技术提供了过电流保护器件以及操作电源开关的方法。本专利技术的具体实施例在从属权利要求中被陈述。根据下文中描述的实施例，本专利技术的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。附图简要描述参考附图，仅仅通过示例的方式，描述了本专利技术的进一步细节、方面和实施例将。在附图中，类似的符号被用于表示相同的或功能相似的元素。为了简便以及清晰，图示了附图中的元素并且其不一定按正比绘制。图1示出了对于被施加到负载的电压的不同幅度作为温度的函数通过示例负载的电流的示意图。图2示意性地示出了过电流保护器件的实施例的示例。图3示出了根据实施例的示例的作为时间的函数的第一电流、第二电流和最大允许电流的示意图。图4示意性地示出了过电流保护器件的实施例的示例。图5示出了根据实施例的示例的脉冲宽度调制（PWM）信号、导通检测信号和最大允许电流信号的示意图。图6示意性地示出了最大允许电流单元的实施例的示例。图7示出了操作电源开关的方法的示例的示意流程图。图8示出了根据实施例的示例的第一最大允许电流分布和第二最大允许电流分布的示意图。详细说明书由于本专利技术的所图示的实施例可能大部分是通过使用本领域技术人员所熟知的电子元件和电路被实现的，所以细节不会在比认为理解以及认识本专利技术基本概念有必要的程度大的任何程度上进行解释，以不混淆或偏离本专利技术的教导。图1通过示例的方式图示了当电压被施加到负载时作为负载的温度T的函数流过负载的电流I。在任何给定温度T，电流I可以是所施加的电压V的增函数。例如，根据欧姆定律V=R*I，电流可以与所施加的电压V相关，其中R是电阻负载。在图中，对于所施加的电压的6个不同平稳值，即9伏、12伏，13伏、14V、16V和18V，针对摄氏度（℃）为单位的温度T绘制了安培电流I（A）。负载可以例如是白炽灯。在图中，产生的电流I被认为对于每个表示的电压值是温度T的减函数。例如，以18V的施加电压所看到的电流I从在温度为-40℃的大约86A降到温度为80℃的大约51A。当然，这些值与负载的具体示例相关并且不同的负载可能会有所不同。图可能代表最常见的情况，即负载的电阻从而电流I随着温度T平稳地减小的情况。然而，应指出，本专利技术公开不限于这种情况，可以也以异常的方式适用于具有取决于温度的电阻的负载。图2以示意的和简化的方式示出了过电流保护器件18的实施例的示例。在本示例中，负载10例如通过导体16耦合于第一电压提供器12和第二电压提供器14之间。负载10可以例如是白炽灯、阴极线、半导体器件、或任何其它类型的电负载。第一电压提供器和第二电压提供器可以例如是电压源的端子。电压源可以例如是电池、燃料电池、燃料电池堆、太阳能电池或太阳能电池组、或任何其它类型的电压电源。在本示例中，第二电压提供器14是接地电位（接地）。在本示例中，过电流保护器件18耦合于第一端子12和负载10之间。过电流保护器件18可以可操作地连接负载10以及将负载10从第一和第二电压提供器12、14的一个或两个断开。在本示例中，过电流保护器件18可操作地将负载10从第一电压提供器12断开。例如，过电流保护器件18可能完成并且替选地中断导体16以将负载10耦合于电源或将负载10从电源解耦。根据本专利技术的示例实施例，过电流保护器件18可以包括开关单元48和脉冲宽度调制（PWM）单元26。开关单元48可以例如是智能开关，例如极限开关。PWM单元26可以可操作地生成脉冲宽度调制信号（PWM）控制信号28。开关单元48可以可操作地通过PWM控制信号28被控制。例如，开关单元48可以响应于指示第一状态的PWM控制信号28将负载10连接到电源电压（在本示例中，连接到第一电压提供器12）并且响应于指示第二状态的PWM控制信号将负载10从电源电压断开。第一状态和第二状态可以例如分别通过PWM单元26输出的高电压电平和低电压电平指示，反之亦然。PWM控制信号28可以具有在0-1的范围内的占空比。该占空比可以是第一时间间隔的持续时间除以第一和第二时间间隔的组合持续时间，其中第一时间间隔可以是期间PWM控制信号28指示第一状态的时间间隔以及第二时间间隔可以是期间PWM控制信号28指示第二状态的后续时间间隔。PWM控制信号28的占空比可以因此与被施加到负载10的平均电压成正比。在本示例中，PWM单元26可以可操作地根据电源电压，即根据第一电压提供器12和第二电压提供器14之间的电压，设置PWM控制信号28的占空比。PWM单元26可以因此可操作地通过改变PWM控制信号28的占空比来补偿电源电压的变化。因而可以确保当在PWM控制信号28的一个周期上求平均时，负载10消耗的功率是恒定的。更具体地，PWM单元26可以设置占空比□以便乘积□*V保持恒定，其中V是电源电压。因此，PWM单元26可以可操作地感测电源电压并且相应地控制负载10。PWM单元26可以例如是微控制器单元（MCU）。在所示出的示例中，PWM单元26可以包括模数转换器(ADC)50以用于生成指示电源电压的数字值。PWM单元26可以因此可操作地根据所述数字值设置PWM控制信号28的占空比。开关单元48可以可操作地响应于通过负载10的电流超过了最大允许电流的指示而将负载10从电源电压断开。如仅仅参照图3通过示例的方式进一步说明的，最大允许电流可以被定义为时间的函数。例如，开关单元48可以感测通过负载10的电流，并检查感测电流是否未超过最大允许电流。图3中示意性地绘制了作为时间t的函数的第一电流52、第二电流54、最大允许电流56。第一电流52可以例如是当PWM控制信号28具有例如是50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种过电流保护器件(18)，包括：电源开关(20)，具有导通状态和非导通状态；开关控制器(22)，用于根据脉冲宽度调制控制信号(28)交替地将所述电源开关(20)设置为所述导通状态和所述非导通状态；导通检测器(30)，用于检测导通事件，其中所述导通事件包括：所述脉冲宽度调制控制信号(28)指示在具有至少最小关闭时间的长度的时间间隔期间所述电源开关(20)将呈现所述非导通状态，随后接着所述脉冲宽度调制控制信号(28)指示所述电源开关(20)将呈现所述导通状态；最大允许电流单元(34)，其中所述电源开关(20)被安排为响应于通过所述电源开关(20)的电流超过最大允许电流(I1、I2)的指示而呈现所述非导通状态，其中所述最大允许电流单元(34)可操作地响应于所述导通检测器(30)检测到导通事件而确定电源电压；其特征在于所述最大允许电流单元(34)可操作地基于电流分布而确定依赖时间的最大允许电流(I1、I2)作为累积时间的函数，所述电流分布包括在感兴趣的时间间隔中的时间的函数，其中所述累积时间为在所述导通事件后所述电源开关(20)处于所述导通状态的全部时间，以及其中所述电流分布由所述最大允许电流单元(34)响应于所述导通事件而基于所述电源电压确定。2.根据权利要求1所述的过电流保护器件(18)，其中所述最大允许电流单元(34)包括包含用于作为至少时间变量和电源电压变量的函数来定义所述最大允许电流(I1、I2)的数据的存储器(62)。3.根据权利要求2所述的过电流保护器件(18)，其中所述数据包括用于定义至少两个不同的最大允许电流分布的查找表，以及其中所述最大允许电流单元(34)可操作地选择作为所述电源电压的函数的所述至少两个最大允许电流分布之一。4.根据权利要求1或2所述的过电流保护器件(18)，其中所述最大允许电流单元(34)可操作地在振幅和/或时间方面...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦特·吉约，菲利普·罗萨多，丹尼斯·谢尔盖耶维奇·舒瓦洛夫，亚历山大·彼得罗维奇·索尔达托夫，瓦西里·阿列克谢耶维奇·辛加耶夫斯基，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：
国别省市：