區(qū)分過載條件和開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]該公開內(nèi)容涉及開關(guān)，并且更具體而言涉及在開關(guān)中的過載條件和開路負(fù)載輸入關(guān)斷(open load in off)條件。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)通常被用來驅(qū)動各種類型的負(fù)載。在一些示例中，開關(guān)存在于可以形成為集成電路(IC)芯片的開關(guān)電路。開關(guān)電路也可以被設(shè)計成提供諸如用于短路保護(hù)、過溫度保護(hù)、以及電流感測和診斷能力的過載保護(hù)以限制流經(jīng)開關(guān)的電流量。
[0003]額外地，開關(guān)電路可以輸出診斷信號。如，響應(yīng)于啟用診斷的信號，開關(guān)電路可以輸出表示開關(guān)電路是否經(jīng)歷鎖存過載條件的信號(例如電流或電壓)。在一些示例中，開關(guān)電路也可以輸出表示開關(guān)電路是否經(jīng)歷開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]大體上，公開內(nèi)容描述技術(shù)以區(qū)分當(dāng)開關(guān)電路正指示鎖存過載條件時的第一情形和當(dāng)開關(guān)電路正指示沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件時的第二情形。第二情形也可以被稱為開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件。鎖存過載條件可以是保護(hù)機(jī)制的部分，由此如果檢測到過載條件則開關(guān)電路停止電流的流動。電流可以在鎖存過載條件之后(例如在重設(shè)后)再次流動。開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件可以是其中在開關(guān)電路上不存在輸入電壓(例如沒有VIN)并且不存在連接到開關(guān)電路的負(fù)載的條件。
[0005]在該公開內(nèi)容中描述的技術(shù)中，開關(guān)電路可以當(dāng)開關(guān)電路檢測到鎖存過載條件時輸出第一診斷信號，并且當(dāng)開關(guān)電路檢測到開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件時輸出第二、不同的診斷信號。比如，第一診斷信號可以是開關(guān)電路以第一振幅輸出的電流，并且第二診斷信號可以是開關(guān)電路以第二、不同的振幅輸出的電流。
[0006]通過區(qū)分鎖存過載條件和沒有輸入電壓的開路負(fù)載(例如開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件)，技術(shù)可以允許響應(yīng)于鎖存過載條件來重設(shè)開關(guān)電路，而不需要在開關(guān)電路上的額外的管腳。比如，技術(shù)可以允許用于特定目的開關(guān)電路的管腳也用于重設(shè)開關(guān)電路，從而針對開關(guān)電路不要求額外的、分離的重設(shè)管腳。
[0007]在一個示例中，公開內(nèi)容涉及一種方法，所述方法包括:確定開關(guān)電路是否經(jīng)歷鎖存過載條件和沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件中的一個；響應(yīng)于確定開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件，輸出指示開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件的第一診斷信號；并且響應(yīng)于確定開關(guān)電路經(jīng)歷沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件，輸出指示開關(guān)電路經(jīng)歷沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件的第二、不同的診斷信號。
[0008]在另一個示例中，公開內(nèi)容涉及一種包括診斷輸出管腳和開關(guān)控制器的開關(guān)電路。開關(guān)控制器被配置成:確定開關(guān)電路是否經(jīng)歷鎖存過載條件和沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件中的一個；響應(yīng)于確定開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件，經(jīng)由診斷輸出管腳輸出指示開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件的第一診斷信號；并且響應(yīng)于確定開關(guān)電路經(jīng)歷沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件，經(jīng)由診斷輸出管腳輸出指示開關(guān)電路經(jīng)歷沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件的第二、不同的診斷信號。
[0009]在另一個示例中，公開內(nèi)容涉及一種包括微控制器的系統(tǒng)，所述微控制器被配置成基于微控制器從開關(guān)電路接收第一診斷信號還是從開關(guān)電路接收第二、不同的診斷信號來確定開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件還是沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件。
[0010]在該公開內(nèi)容中描述的一個或多個示例的細(xì)節(jié)在以下的描述和附圖中闡明。技術(shù)的其它特征、目的、和優(yōu)點(diǎn)從描述和附圖并且從權(quán)利要求將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0011]圖1是圖解示例負(fù)載驅(qū)動器系統(tǒng)的框圖。
[0012]圖2A和2B是圖解隨著時間推移的鎖存過載條件的個不例的圖不圖。
[0013]圖3A和3B是圖解在其中響應(yīng)于隨著時間推移的鎖存過載條件來重設(shè)開關(guān)的示例方式的圖示圖。
[0014]圖4A-4D是圖解在其中響應(yīng)于鎖存過載條件來重設(shè)開關(guān)的另一個示例方式并且圖解產(chǎn)生的隨著時間推移的診斷信息的圖示圖。
[0015]圖5A-5C是圖解響應(yīng)于鎖存過載條件和開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的診斷信號的示例的圖示圖。
[0016]圖6是更詳細(xì)圖解圖1的開關(guān)電路的示例的框圖。
[0017]圖7A和7B是圖解響應(yīng)于鎖存過載條件和開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的診斷信號的額外示例的圖示圖。
[0018]圖8是圖解帶有電容性負(fù)載的開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的示例的框圖。
[0019]圖9是圖解沒有電容性負(fù)載的開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的示例的框圖。
[0020]圖1OA和1B是圖解在帶有電容性負(fù)載的開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件中的輸出電壓和診斷信號的示例的圖示圖。
[0021]圖1IA和IlB是圖解在沒有電容性負(fù)載的開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件中的輸出電壓和診斷信號的示例的圖示圖。
[0022]圖12是圖解依據(jù)該公開內(nèi)容的示例技術(shù)的流程圖。
[0023]圖13是圖解依據(jù)該公開內(nèi)容的示例技術(shù)的另一個流程圖。
[0024]圖14A和14B是圖解響應(yīng)于過載條件和開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的開關(guān)電路14的輸出的圖不圖。
【具體實施方式】
[0025]開關(guān)電路可以是包含多個開關(guān)和開關(guān)控制器的集成電路(IC)芯片。開關(guān)電路可以接收電壓作為輸入，并且作為響應(yīng)，開關(guān)控制器可以開啟或關(guān)斷開關(guān)中的一個或多個。比如，耦合到開關(guān)電路的微控制器可以基于輸入電壓來選擇開關(guān)電路的開關(guān)控制器要控制哪些開關(guān)。響應(yīng)于輸入電壓的數(shù)字高，開關(guān)控制器可以開啟選擇的開關(guān)，并且響應(yīng)于輸入電壓的數(shù)字低，開關(guān)控制器可以關(guān)斷選擇的開關(guān)。
[0026]開關(guān)電路可以提供診斷能力，并且微控制器可以使用用于控制開關(guān)電路和總體系統(tǒng)的診斷信息。在一些情況下，指示開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件的信號和指示開關(guān)電路經(jīng)歷沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件(被稱為開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件)的信號可以是相同信號，其可能導(dǎo)致微控制器誤診斷由開關(guān)電路經(jīng)歷的條件(例如開關(guān)電路不能區(qū)分鎖存過載條件和開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件)。在該公開內(nèi)容中描述的技術(shù)中，開關(guān)電路可以輸出用于鎖存過載條件和開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的不同信號。如以下更詳細(xì)描述，這允許微控制器合適地診斷由開關(guān)控制器經(jīng)歷的條件，以及允許開關(guān)電路的診斷使能管腳更好地適用于響應(yīng)于鎖存過載條件來重設(shè)開關(guān)電路。
[0027]開關(guān)電路的開關(guān)可以被耦合到各種類型的負(fù)載。比如針對汽車應(yīng)用，開關(guān)電路的開關(guān)可以被耦合到電機(jī)、繼電器、燈泡、用于內(nèi)部和外部照明的LED模塊等等。開關(guān)電路可以包含多個輸出管腳，其中輸出管腳中的每個連接到開關(guān)電路的開關(guān)的輸出。要由開關(guān)電路驅(qū)動的負(fù)載可以被耦合到輸出管腳。
[0028]通過控制輸入電壓，微控制器可以控制電流何時流經(jīng)開關(guān)以驅(qū)動負(fù)載。比如，微控制器可以輸出脈沖寬度調(diào)制(PWM)電壓信號作為輸入電壓信號。通過控制PWM電壓信號的開啟時間和頻率，微控制器可以控制開關(guān)電路何時驅(qū)動電流到負(fù)載。
[0029]除了控制開關(guān)電路的開關(guān)之外，開關(guān)電路的開關(guān)控制器可以提供對開關(guān)電路的保護(hù)。這樣的保護(hù)可能是重要的以確保電壓、電流、和溫度在可容忍的范圍內(nèi)以避免損壞開關(guān)電路或其它部件。
[0030]作為一個示例，開關(guān)控制器可以保護(hù)開關(guān)電路免于過載電流。在短路條件下，流經(jīng)開關(guān)的電流的水平可能大于所期望的。這樣高的電流的水平可能損壞開關(guān)、在開關(guān)電路內(nèi)的其它部件、或在開關(guān)電路外部的部件。為了保護(hù)免于過載電流，開關(guān)控制器可以被配置成如果流經(jīng)開關(guān)的電流變?yōu)榇笥陂撝邓?例如大于過載水平)則關(guān)斷開關(guān)。
[0031 ] 開關(guān)控制器也可以提供溫度保護(hù)。比如，開關(guān)控制器可以被配置成檢測開關(guān)電路的內(nèi)部溫度。如果溫度升高超過閾值溫度，則開關(guān)控制器可以關(guān)斷開關(guān)。作為另一個示例，如果內(nèi)部溫度升高或下降太迅速，則開關(guān)控制器可以關(guān)斷開關(guān)。
[0032]在一些示例中，當(dāng)電流水平變得太高時(例如過載條件)，開關(guān)控制器可以關(guān)斷開關(guān)，其造成電流水平下降到零。針對魯棒的過載條件檢測(例如短路魯棒性)，開關(guān)控制器可以恢復(fù)開啟開關(guān)。如果存在短路，則電流水平可能再次升高并且變得太高，其造成開關(guān)控制器再次關(guān)斷開關(guān)。然而，如果不存在短路，則電流水平可能不變得太高并且可能在可容忍的范圍內(nèi)。因此，通過關(guān)斷開關(guān)并且恢復(fù)開啟開關(guān)，開關(guān)控制器可以能夠確認(rèn)短路的存在。
[0033]比如，開關(guān)控制器可以當(dāng)電流水平變得太高時關(guān)斷開關(guān)，隨后在電流水平降低后開啟開關(guān)，隨后如果電流水平變得太高則再次關(guān)斷開關(guān)，等等。開關(guān)控制器可以重復(fù)開關(guān)的關(guān)斷和開啟達(dá)閾值次數(shù)。如果開關(guān)控制器必須關(guān)斷并且開啟開關(guān)達(dá)閾值次數(shù)，則開關(guān)控制器可以確認(rèn)存在短路，并且可以鎖存開關(guān)。當(dāng)鎖存時，開關(guān)控制器可能不能夠恢復(fù)開啟開關(guān)直到重設(shè)事件。當(dāng)鎖存時，開關(guān)電路可以被認(rèn)為是經(jīng)歷鎖存過載條件。
[0034]在一些示例中，在開關(guān)電路上可能不存在通過其微控制器可以重設(shè)開關(guān)電路的可獲得的管腳。作為替代地，用于特定目的的在開關(guān)電路上的管腳可能需要重新用于重設(shè)開關(guān)電路的目的。換句話說，開關(guān)電路的管腳可能被要求用于多個目的。
[0035]一些技術(shù)提出使用開關(guān)電路的診斷使能管腳用于啟用開關(guān)電路的診斷并且用于響應(yīng)于鎖存過載條件重設(shè)開關(guān)電路。診斷使能管腳(DEN)管腳允許微控制器接收開關(guān)電路的診斷信息。一些技術(shù)提出使用DEN管腳用于當(dāng)存在鎖存過載條件時重設(shè)開關(guān)電路的額外的目的。然而，如更詳細(xì)描述，沒有使用在該公開內(nèi)容中描述的技術(shù)，使用DEN管腳用于重設(shè)開關(guān)電路的目的可能存在某些問題。
[0036]比如，當(dāng)微控制器啟用DEN管腳(例如將數(shù)字高輸出到DEN管腳)時，開關(guān)電路的開關(guān)控制器經(jīng)由開關(guān)電路的診斷輸出管腳(例如IS管腳)來輸出診斷信號。作為一個示例，開關(guān)控制器經(jīng)由診斷輸出管腳(例如IS管腳)來輸出電流，但是作為另一個示例開關(guān)控制器可以輸出電壓?；谠\斷信號的振幅(例如電流的振幅或電壓的振幅)，微控制器可以確定開關(guān)電路的操作條件。比如，如果診斷信號的振幅小于閾值振幅，則微控制器可以確定開關(guān)電路正在正常地操作。如果診斷信號的振幅大于或等于閾值振幅，則微控制器可以確定開關(guān)電路經(jīng)歷故障條件(例如鎖存過載條件)。
[0037]在一些其它技術(shù)中，診斷信號的振幅針對兩個不同條件是相同的。比如，在這些其它技術(shù)中，當(dāng)開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件時診斷信號的振幅與當(dāng)開關(guān)電路經(jīng)歷開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件時診斷信號的振幅相同，使得確定開關(guān)經(jīng)歷鎖存過載條件還是開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件是困難的。
[0038]當(dāng)開關(guān)電路的開關(guān)控制器確定連接到開關(guān)的負(fù)載變?yōu)槲催B接并且到開關(guān)電路的輸入電壓是零伏特時發(fā)生沒有輸入電壓的開路負(fù)載條件(即開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件)。換句話說，當(dāng)開關(guān)關(guān)斷時發(fā)生開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件，因為輸入電壓是零伏特，帶有未連接的負(fù)載。如果在開關(guān)的輸出處的阻抗大于閾值阻抗，則開關(guān)電路的開關(guān)控制器可以確定存在開路負(fù)載條件。當(dāng)開關(guān)控制器確定不存在輸入電壓并且確定存在開路負(fù)載條件時，開關(guān)控制器可以確定開關(guān)電路正經(jīng)歷開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件。
[0039]如以上描述，用于鎖存過載條件和開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的診斷信號的振幅可以是相同的。相應(yīng)地，當(dāng)微控制器接收診斷信號時，微控制器可能不能夠準(zhǔn)確地確定開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件還是開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件。
[0040]另外，因為微控制器可能不能夠確定開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件還是開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件，所以如果DEN管腳被用來重設(shè)鎖存過載條件則微控制器可能不能夠確定是否禁用DEN管腳(例如將數(shù)字低輸出到DEN管腳)。比如，如果開關(guān)電路經(jīng)歷過載條件，則微控制器可能不能確定為了重設(shè)鎖存過載條件的目的來禁用DEN管腳是安全的，因為這樣做可能造成開關(guān)電路經(jīng)歷另一個過載條件。然而，如果開關(guān)電路經(jīng)歷開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件，則微控制器可以確定禁用DEN管腳是安全的，但是因為微控制器可能不能夠確定鎖存過載條件是否實際發(fā)生或開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件是否實際發(fā)生而可能不禁用DEN管腳。
[0041 ] 出于這些原因，在一些其它技術(shù)中，為了當(dāng)開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件時來重設(shè)開關(guān)電路的目的，DEN管腳可能不是適合的管腳。而且，因為在開關(guān)電路上有限的空間，它可能不適合于包含額外的重設(shè)管腳。
[0042]在該公開內(nèi)容中描述的技術(shù)中，開關(guān)電路可以被配置成當(dāng)開關(guān)電路經(jīng)歷過載條件時以第一振幅輸出診斷信號，并且當(dāng)開關(guān)電路經(jīng)歷開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件時以第二、不同的振幅輸出診斷信號。作為一個示例，當(dāng)開關(guān)電路經(jīng)歷開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件時診斷信號的振幅可以是當(dāng)開關(guān)電路經(jīng)歷過載條件時診斷信號的一半振幅。然而，用于開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件的診斷信號的振幅不需要被限制到用于鎖存過載條件的診斷信號的一半振幅。大體上，微控制器能夠檢測的在用于開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件和鎖存過載條件的診斷信號的振幅中的任何差異可以是可能的。
[0043]以該方式，微控制器能夠確定開關(guān)電路何時經(jīng)歷鎖存過載條件并且確定開關(guān)電路何時經(jīng)歷開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件。相應(yīng)地，基于在該公開內(nèi)容中描述的技術(shù)，微控制器能夠在開關(guān)電路經(jīng)歷鎖存過載條件后使用DEN管腳用于重設(shè)開關(guān)電路。比如，如果微控制器接收處于第一振幅(例如指示鎖存過載條件)的診斷信號，則微控制器可以當(dāng)重設(shè)鎖存過載條件是安全的時通過禁用DEN管腳(例如將數(shù)字低輸出到DEN管腳)來重設(shè)鎖存過載條件。換句話說，在DEN管腳上的電壓的下降沿可以重設(shè)開關(guān)(例如解鎖存鎖存的開關(guān))。如果微控制器接收處于第二振幅(例如指示開路負(fù)載輸入關(guān)斷條件)的診斷信號，則微控制器可以確定不存在鎖存過載條件，并且因此可以采用不同的標(biāo)準(zhǔn)以確定何時禁用DEN管腳。
[0044]比如，因為微控制器確定不存在鎖存過載條件，微控制器可以采用不同的標(biāo)準(zhǔn)以確定何時禁用DEN管腳，如與當(dāng)存在鎖存過