專利名稱：驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)的制作方法
驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)的方法，以及涉及包括電子開關(guān)和驅(qū)動(dòng)電 路的電子電路。
背景技術(shù)：
諸如MOSFET或IGBT之類的電子開關(guān)在工業(yè)應(yīng)用中被廣泛地用于對諸如電動(dòng)機(jī)、 執(zhí)行器(actor)或燈之類的電負(fù)載進(jìn)行開關(guān)。電子開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路可以包括過電流保護(hù)電 路和/或超溫保護(hù)電路。過電流保護(hù)電路被配置成驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)，使得通過開關(guān)的電流被 限制為給定值。當(dāng)溫度達(dá)到給定溫度時(shí)，超溫保護(hù)電路將開關(guān)斷開，其中當(dāng)溫度已經(jīng)降至低 于給定溫度時(shí)，電子開關(guān)可以被再次接通。
特別是在工業(yè)應(yīng)用中，期望具有能夠?qū)Σ煌愋偷呢?fù)載(例如電動(dòng)機(jī)或燈，特別是 白熾燈)進(jìn)行開關(guān)的通用電子開關(guān)。白熾燈包括具有變化的電阻的燈絲。當(dāng)燈是冷的時(shí)，這 意味著當(dāng)燈絲是冷的時(shí)，燈絲的電阻顯著地低于當(dāng)燈絲是熱的時(shí)的電阻。因此，在接通冷燈 之后的特定時(shí)段內(nèi)，通過燈的電流顯著地高于在稍后當(dāng)燈絲是熱的時(shí)的電流。當(dāng)使用受到 過電流和超溫保護(hù)的電子開關(guān)將燈接通時(shí)，在將燈接通時(shí)之后不久的高電流可以引起驅(qū)動(dòng) 電路限制通過電子開關(guān)的電流。然而，這可以引起電子開關(guān)的溫度增加到臨界值，從而電子 開關(guān)可能被斷開。這能夠通過增加電流限制值而被防止。然而，將通過電子開關(guān)的電流限制 為更高的值可以增加當(dāng)被連接到具有損壞(例如短路)的負(fù)載時(shí)電子開關(guān)受到損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
因此，需要提供用于驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)的方法(其允許電子開關(guān)被用于不同類型的負(fù) 載)以及提供具有電子開關(guān)的電子電路。發(fā)明內(nèi)容
第一實(shí)施例涉及一種用于取決于輸入信號來驅(qū)動(dòng)與負(fù)載串聯(lián)連接的電子開關(guān)的 方法。該方法包括在輸入信號的信號電平已經(jīng)從斷開電平改變?yōu)榻油娖街笠缘谝徊?作模式操作開關(guān)以持續(xù)第一時(shí)段，在第一時(shí)段之后以第二操作模式操作開關(guān)。以第一操作 模式操作電子開關(guān)包括取決于負(fù)載兩端的電壓并且取決于電子開關(guān)的溫度來驅(qū)動(dòng)電子開 關(guān)，以及以第二操作模式操作電子開關(guān)包括根據(jù)滯后曲線、取決于溫度來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)。
第二實(shí)施例涉及一種用于取決于輸入信號來驅(qū)動(dòng)與負(fù)載串聯(lián)連接的電子開關(guān)的 方法。該方法包括在輸入信號的信號電平已經(jīng)從斷開電平改變?yōu)榻油娖街笠缘谝?操作模式操作電子開關(guān)以持續(xù)第一時(shí)段，并且在第一時(shí)段之后以第二操作模式操作電子開 關(guān)。以第一操作模式操作電子開關(guān)包括當(dāng)電子開關(guān)的溫度達(dá)到第一溫度閾值時(shí)斷開電子開 關(guān)，以及以第二操作模式操作電子開關(guān)包括根據(jù)滯后曲線、取決于溫度來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)，使 得當(dāng)電子開關(guān)的溫度達(dá)到低于第一溫度閾值的第二溫度閾值時(shí)，電子開關(guān)被斷開。
第三實(shí)施例涉及一種電子電路，該電子電路包括電子開關(guān)，其具有負(fù)載路徑和控 制端子，所述負(fù)載路徑被配置成具有與其連接的負(fù)載；以及驅(qū)動(dòng)電路，其被耦合到電子開關(guān) 的控制端子并且被配置成接收輸入信號。該驅(qū)動(dòng)電路被配置成在輸入信號的信號電平已經(jīng)從斷開電平改變?yōu)榻油娖街笠缘谝徊僮髂Ｊ讲僮鏖_關(guān)以持續(xù)第一時(shí)段，以及在第一時(shí)段之后以第二操作模式操作開關(guān)。以第一操作模式操作電子開關(guān)包括取決于負(fù)載兩端的電壓并且取決于電子開關(guān)的溫度來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)，以及以第二操作模式操作電子開關(guān)包括根據(jù)滯后曲線、取決于溫度來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)。
第四實(shí)施例涉及一種電子電路，該電子電路包括電子開關(guān)，其具有負(fù)載路徑和控制端子，所述負(fù)載路徑被配置成具有與其連接的負(fù)載；以及驅(qū)動(dòng)電路，其被耦合到電子開關(guān)的控制端子，并且被配置成接收輸入信號。該驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步被配置成在輸入信號的信號電平已經(jīng)從斷開電平改變?yōu)榻油娖街笠缘谝徊僮髂Ｊ讲僮麟娮娱_關(guān)以持續(xù)第一時(shí)段， 以及在第一時(shí)段之后以第二操作模式操作電子開關(guān)。以第一操作模式操作電子開關(guān)包括當(dāng)電子開關(guān)的溫度達(dá)到第一溫度閾值時(shí)斷開電子開關(guān)，以及以第二操作模式操作電子開關(guān)包括根據(jù)滯后曲線、取決于溫度來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)，其中當(dāng)電子開關(guān)的溫度達(dá)到低于第一溫度閾值的第二溫度閾值時(shí)，電子開關(guān)被斷開。


現(xiàn)在將參考附圖解釋實(shí)例。附圖用來說明基本原理，從而僅僅示出對于理解基本原理而言必要的方面。附圖不是按比例的。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示類似的特征。
圖1示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有電子開關(guān)和耦合到電子開關(guān)的控制端子的驅(qū)動(dòng)電路的電子電路；圖2示出用于驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)的方法的第一實(shí)施例；圖3示出用于驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)的方法的第二實(shí)施例，其是對圖2中示出的方法的修改； 圖4示出用于驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)的方法的第三實(shí)施例，其是對圖3中示出的方法的修改； 圖5示意性地示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)實(shí)施例；以及圖6示意性地示出在驅(qū)動(dòng)電路中實(shí)施的驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
在下面的詳細(xì)描述中參考了形成其一部分的附圖，并且其中通過說明的方式示出可以實(shí)踐本發(fā)明的特定實(shí)施例。 在這方面，參考所描述的附圖的取向使用了諸如“頂部”、 “底部”、“前”、“后”、“前導(dǎo)”、“拖尾”等等之類的方向術(shù)語。由于可以將實(shí)施例的部件定位在許多不同的取向中，因此使用所述方向術(shù)語是為了進(jìn)行說明而絕非進(jìn)行限制。應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以利用其他實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯的改變。因此不應(yīng)當(dāng)將下面的詳細(xì)描述視為進(jìn)行限制，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書來限定。 應(yīng)當(dāng)理解，可以將在這里所描述的各種示例性實(shí)施例的特征彼此組合，除非另有專門說明。
圖1示意性地示出包括電子開關(guān)2和用于電子開關(guān)2的驅(qū)動(dòng)電路3的電子電路 I。電子開關(guān)2具有被配置成與負(fù)載Z (在圖1中以短劃線示出)串聯(lián)連接的負(fù)載路徑以及控制端子，在控制端子處，驅(qū)動(dòng)電路3具有被耦合到電子開關(guān)2的控制端子的驅(qū)動(dòng)輸出端。 在圖2中示出的實(shí)施例中，電子開關(guān)2被實(shí)施為MOS晶體管，具體而言為η型增強(qiáng)M0SFET。 MOSFET具有漏極和源極端子D、S，在它們之間形成MOSFET的負(fù)載路徑的漏極-源極路徑延伸。MOSFET進(jìn)一步包括形成控制端子的柵極端子G。應(yīng)當(dāng)注意，將電子開關(guān)2實(shí)施為η型增強(qiáng)MOSFET僅僅是實(shí)例。任何其他類型的M0SFET，例如ρ型增強(qiáng)M0SFET、n型或p型耗盡型MOSFET,而且任何其他類型的晶體管，例如IGBT或雙極結(jié)型晶體管(BJT)，也可以被使用。
驅(qū)動(dòng)電路3被配置成在第一端子11處接收輸入信號SIN，以及取決于輸入信號SIN、 取決于通過電子開關(guān)2的負(fù)載電流Iz、取決于電子開關(guān)2的溫度T并且取決于與電子開關(guān) 2串聯(lián)連接的負(fù)載Z兩端的電壓Vz來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2。在所示的實(shí)施例中，具有電子開關(guān)2 和負(fù)載Z的串聯(lián)電路被連接在端子13和14之間。在所示的實(shí)施例中，分別地，端子14用 于正供電電位V+，以及端子13用于負(fù)供電電位或參考電位GND。Vs表示在供電端子之間可 用的供電電壓。在圖1中示出的實(shí)施例中，電子開關(guān)2被實(shí)施為低側(cè)開關(guān)?！暗蛡?cè)開關(guān)”是 在負(fù)載(例如圖1的負(fù)載Z)和負(fù)供電電位或參考電位(例如圖1的參考電位GND)之間連接 的開關(guān)。然而，這僅僅是實(shí)例。電子開關(guān)2還能夠被實(shí)施為高側(cè)開關(guān)，高側(cè)開關(guān)是在負(fù)載和 用于正供電電位的端子之間連接的開關(guān)。
參考圖1，電子電路I進(jìn)一步包括溫度傳感器5，其被熱耦合到電子開關(guān)2并且生 成代表電子開關(guān)2的溫度T的溫度信號ST。溫度傳感器5能夠被實(shí)施為常規(guī)溫度傳感器， 該常規(guī)溫度傳感器被熱耦合到電子開關(guān)，特別是被熱耦合到電子開關(guān)的Pn結(jié)，以及被配置 成測量電子開關(guān)2的溫度并且生成代表溫度的溫度信號ST。電子電路I進(jìn)一步包括電流傳 感器4，其被配置成測量通過電子開關(guān)2的負(fù)載電流Iz并且提供代表負(fù)載電流Iz的電流信 號S”電流傳感器4能夠被實(shí)施為常規(guī)電流傳感器，該常規(guī)電流傳感器被配置成測量通過 電子開關(guān)2的電流并且提供電流信號S”此外，電壓傳感器6被配置成被連接到負(fù)載的端 子12、14，并且提供代表負(fù)載電壓Vz的電壓信號Sv，該負(fù)載電壓Vz是負(fù)載Z兩端的電壓。溫 度信號St、電流信號S1和電壓信號Sv均由驅(qū)動(dòng)電路3接收。驅(qū)動(dòng)電路3生成驅(qū)動(dòng)信號Sdkv, 其適合于取決于輸入信號Sin并且取決于上面解釋的其他參數(shù)來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2。
輸入信號Sin通常限定電子開關(guān)2的期望的開關(guān)狀態(tài)，即其中電子開關(guān)2被接通 的接通狀態(tài)，或者其中電子開關(guān)2被斷開的斷開狀態(tài)。指示電子開關(guān)2的期望的接通狀態(tài) 的輸入信號Sin的信號電平將在下文中被稱作接通電平，以及指示電子開關(guān)2的期望的斷 開狀態(tài)的輸入信號Sin的信號電平將在下文中被稱作斷開電平。雖然當(dāng)輸入信號Sin具有 斷開電平時(shí)驅(qū)動(dòng)電路3總是斷開電子開關(guān)，但是可能存在其中驅(qū)動(dòng)電路3至少臨時(shí)地忽略 (override)輸入信號Sin的接通電平并且斷開電子開關(guān)的負(fù)載情形。
期望使用電子開關(guān)2以用于對不同類型的負(fù)載Z (例如電動(dòng)機(jī)、執(zhí)行器或燈，具體 而言是白熾燈絲燈)進(jìn)行開關(guān)。白熾燈絲燈具有燈絲，所述燈絲當(dāng)負(fù)載電流流過時(shí)被加熱以 便熾熱并且發(fā)光。然而，當(dāng)白熾燈絲燈已經(jīng)被長時(shí)間地?cái)嚅_從而它是冷的時(shí)，燈絲具有低電 阻，從而緊接在接通之后，可以出現(xiàn)高負(fù)載電流。
圖1的驅(qū)動(dòng)電路3采用在下文中解釋的方法之一，所述方法使電子開關(guān)能夠?qū)Σ?同類型的負(fù)載進(jìn)行開關(guān)，并且當(dāng)在負(fù)載中存在缺陷(例如短路)時(shí)保護(hù)開關(guān)免于損壞或破 壞。
在圖2中示出用于驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2的方法的第一實(shí)施例。圖2示出狀態(tài)圖，其示 出電子開關(guān)的不同操作狀態(tài)并且示出引起在各個(gè)操作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移的條件。
將以其中輸入信號Sin具有斷開電平并且其中電子開關(guān)2因此被斷開的斷開狀態(tài) 100開始解釋該方法。為了解釋的目的，假設(shè)在將被稱作接通時(shí)間的時(shí)間，輸入信號Sin 的信號電平從斷開電平改變?yōu)榻油娖健４藭r(shí)，電子電路I進(jìn)入第一操作模式110，從而開 關(guān)以第一操作模式操作。在第一操作模式110中，取決于負(fù)載電壓Vz并且取決于電子開關(guān)2的溫度T來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2。電子開關(guān)2以第一操作模式110進(jìn)行操作以至多持續(xù)第一時(shí)段tl，并且然后以第二操作模式120進(jìn)行操作。在圖2中，等式t=tM+tl描述當(dāng)在第一時(shí)段期滿存在從第一操作模式110到第二操作模式120的轉(zhuǎn)移時(shí)滿足的條件，其中t是時(shí)間變量。在第二操作模式120中，根據(jù)滯后曲線、取決于溫度T來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一時(shí)段tl在50ms和500ms之間，特別是在IOOms和300ms之間。
參考圖2，第一操作模式110包括第一電流限制模式111，其中操作電子開關(guān)2以使得負(fù)載電流Iz被限制為第一電流極限II。以電流限制模式(例如第一電流限制模式111 或者在下面解釋的其他電流限制模式)操作電子開關(guān)2意味著，操作電子開關(guān)2以使得通過電子開關(guān)2的負(fù)載電流不升至高于定義的電流限制，例如在第一電流限制模式111中的第一電流極限。在電流限制模式中，兩種操作情形是可能的。其中負(fù)載電流低于電流極限的第一情形，以及其中負(fù)載電流升高到電流極限的第二情形。在第一情形中，電子開關(guān)2被“完全接通”，這意味著操作電子開關(guān)以使得它具有最小接通電阻，其中接通電阻是在負(fù)載端子 D、S之間的歐姆電阻。在第二情形中，電子開關(guān)被驅(qū)動(dòng)以使得接通電阻高于最小接通電阻， 并且使得負(fù)載電流Iz被限制為給定電流極限。在下文中，根據(jù)第一情形操作電子開關(guān)2將被稱作在低歐姆狀態(tài)中操作電子開關(guān)，以及根據(jù)第二情形操作電子開關(guān)2將被稱作在限制狀態(tài)中操作電子開關(guān)。
為了在低歐姆狀態(tài)或限制狀態(tài)中驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2，能夠通過在它的控制端子G處接收的驅(qū)動(dòng)信號Sdkv調(diào)整電子開關(guān)2的接通電阻。為了解釋的目的，假設(shè)能夠利用給定驅(qū)動(dòng)信號范圍來改變柵極驅(qū)動(dòng)信號SDKV。為了在低歐姆狀態(tài)中驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2，驅(qū)動(dòng)信號范圍的最大值能夠被應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)端子。例如，在η型增強(qiáng)MOSFET中，驅(qū)動(dòng)信號范圍可以在O和 SDKV_MX2間改變，其中SDKV_mx表示最大值。最大值取決于實(shí)施MOSFET的技術(shù)。為了在限制狀態(tài)中驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)，驅(qū)動(dòng)信號Sdkv被降低為低于最大值SDKV_mx但是高于電子開關(guān)斷開的閾值電壓的值。驅(qū)動(dòng)信號Sdkv被降 低為何值分別地取決于期望的接通電阻和期望的電流極限。當(dāng)電子開關(guān)在限制狀態(tài)中進(jìn)行操作時(shí)，與在低歐姆狀態(tài)中相比，在電子開關(guān)2中耗散更多的電能，從而電子開關(guān)2的溫度可能增加。
因此，當(dāng)負(fù)載電流Iz低于電流極限時(shí)，電子開關(guān)2在低歐姆接通狀態(tài)中進(jìn)行操作， 所述低歐姆接通狀態(tài)是在其中接通電阻具有最小值的接通狀態(tài)。當(dāng)負(fù)載電流Iz增加到電流極限時(shí)，電流限制功能啟動(dòng)，以便增加接通電阻，從而將負(fù)載電流Iz限制為電流極限。
當(dāng)在第一電流限制模式111中電流增加到第一電流極限Il時(shí)，電子開關(guān)在限制狀態(tài)中進(jìn)行操作以便防止負(fù)載電流Iz的進(jìn)一步增加。然而，這可以引起電子開關(guān)2的溫度T 增加。當(dāng)在第一電流限制模式111中溫度升至高于第一溫度閾值Tl時(shí)和當(dāng)負(fù)載電壓Vz高于第一電壓閾值Vl時(shí)，電子開關(guān)2在第二電流限制模式112中進(jìn)行操作，其中操作電子開關(guān)2以使得負(fù)載電流Iz被限制為高于第一電流極限Il的第二電流極限12。在圖2中，Imax 表示在各個(gè)操作模式(操作狀態(tài))中可能的最大負(fù)載電流。
當(dāng)在第二電流限制模式112中，溫度T升至高于第二溫度閾值T2 (其高于第一溫度閾值Tl)時(shí),并且當(dāng)負(fù)載電壓Vz高于第二電壓閾值V2 (其高于第一電壓閾值VI)時(shí)，電子開關(guān)2被斷開，盡管輸入信號Sin可以仍然具有接通電平。電子開關(guān)2被斷開以持續(xù)給定的第二時(shí)段t2，并且在這個(gè)第二時(shí)段t2期滿之后，當(dāng)輸入信號仍然具有接通電平時(shí)，再次在第二電流限制模式112中進(jìn)行操作。在圖2中，t0FF2表示當(dāng)電子開關(guān)2在第二電流限制模式112中被斷開時(shí)的時(shí)間(在圖2中由Sdkv=斷開指示)，使得電子開關(guān)在下文中將 被稱作第一溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)的斷開狀態(tài)中進(jìn)行操作。在第二時(shí)段之后，電子電路I離開 第一溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)113(其是當(dāng)條件被滿足時(shí))，使得電子開關(guān)再次在第二電 流限制模式112中進(jìn)行操作。根據(jù)另一實(shí)施例，每當(dāng)溫度降低到對應(yīng)于第二溫度閾值Τ2減 去滯后值dT’的溫度時(shí)，電子電路I就離開第一溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)113。滯后值dT’是例如 在IOK和20K之間的值。
在第二電流限制模式112中具有第一電流限制模式111的第一操作模式110能夠 被稱作白熾燈啟動(dòng)模式，因?yàn)檫@個(gè)第一操作模式110有助于啟動(dòng)作為負(fù)載Z被連接到電子 開關(guān)2的白熾燈。這將在下文中進(jìn)行解釋。
為了解釋的目的，假設(shè)作為負(fù)載Z的白熾燈被與電子開關(guān)2串聯(lián)連接，并且在當(dāng)電 子開關(guān)2接通時(shí)的接通時(shí)間tM，白熾燈是冷的。當(dāng)白熾燈是冷的時(shí)，它具有非常低的接通 電阻，從而主要取決于負(fù)載Z的電阻和供電電壓的負(fù)載電流Iz將高于第一電流極限II。通 過在限制狀態(tài)中操作電子開關(guān)2，通過電子開關(guān)2的電流因此被限制為在第一電流限制模 式111中的第一電流極限II，從而在電子開關(guān)2中耗散電力，這引起電子開關(guān)2的溫度T增 力口。當(dāng)溫度升至高于第一溫度閾值Tl時(shí)，并且當(dāng)負(fù)載電壓Vz高于第一電壓閾值Vl時(shí)，允 許負(fù)載電流Iz增加到在第二電流限制模式112中的第二電流極限12。雖然在第一電流限 制模式中流過白熾燈的(受限的)負(fù)載電流Iz已經(jīng)加熱白熾燈的燈絲，但是在第二電流限制 模式112中流動(dòng)的更高的電流更是增加燈絲的溫度。
然而，只有當(dāng)存在白熾燈被連接到電子開關(guān)2并且在負(fù)載Z中的故障(舉例來說， 例如負(fù)載Z的短路)不引起高負(fù)載電流Iz的高概率時(shí)，才進(jìn)入第二電流限制模式112。為 此，負(fù)載電壓Vz被評估，其中只有當(dāng)負(fù)載電壓Vz高于第一電壓閾值Vl時(shí)才進(jìn)入第二電流限 制模式112。第一電壓閾值Vl被選擇為高于可能由具有對應(yīng)于流過故障負(fù)載(例如具有短 路的負(fù)載)的第一電流極限Il的振幅的負(fù)載電流Iz所引起的電壓降。
當(dāng)在第二電流限制模式112中，溫度升至高于第二溫度閾值T2時(shí)，電子開關(guān)2被 斷開，并且當(dāng)仍然存在被連接到電子開關(guān)2的負(fù)載Z是白熾燈的高概率時(shí)在第二時(shí)段t2之 后電子開關(guān)2被再次接通。為此，負(fù)載電壓Vz再次被評估，并且只有當(dāng)負(fù)載電壓Vz高于第 二電壓閾值V2 (其高于第一電壓閾值VI)時(shí)才進(jìn)入第一溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)113。這是基于 下述假設(shè)，即當(dāng)電子開關(guān)2以第一和第二電流限制模式111、112進(jìn)行操作時(shí)，白熾燈的燈絲 被加熱，使得它的電阻增加并且負(fù)載電壓Vz相應(yīng)地增加。為了能夠檢測白熾燈的電阻的溫 度誘發(fā)的增加，并且為了能夠排除負(fù)載電壓Vz的增加的確僅僅由負(fù)載電流Iz增加到第二電 流極限12引起，在第二電壓閾值V2和第一電壓閾值Vl之間的比V2:V1高于在第二電流極 限12和第一電流極限Il之間的比12:11。
在第一溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)113中斷開電子開關(guān)并且在給定時(shí)段t2之后再次接通， 有助于通過允許電子開關(guān)2冷卻至一定程度來防止電子開關(guān)2損壞。在這方面，假設(shè)與燈 的燈絲的溫度相比，電子開關(guān)2的溫度在給定時(shí)段t2期間更快地降低。否則，就在白熾燈 啟動(dòng)模式110期間加熱燈絲而言，在第一溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)113中斷開電子開關(guān)將是起相 反作用。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一溫度閾值Tl選自125°C和175°C之間，并且第二溫度閾值T2 選自175°C和225°C之間。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一電流極限Il選自O(shè). 8A和1.2A之間，而第二電流極限12選自1.3A和1.7A之間。第一電壓閾值Vl例如選自供電電壓Vs的O. 2倍 和O. 3倍之間，而第二電壓閾值V2例如選自在供電電壓Vs的O. 4倍和O. 6倍之間的范圍。
第一操作模式110具有等于第一時(shí)段tl的最大持續(xù)時(shí)間。因此，最晚在接通時(shí)間 t0N之后第一時(shí)段tl期滿時(shí)(這是當(dāng)條件t=tM+tl被滿足時(shí))，存在從第一操作模式110到 第二操作模式120的過渡。第一時(shí)段tl被選擇成使得，能夠在第一時(shí)段tl期間加熱冷白 熾燈，從而燈絲的電阻增加到在白熾燈的正常操作中的負(fù)載電流低于第一電流極限Il的 電阻值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一時(shí)段tl在IOOms和300ms之間，特別是大約200ms。
當(dāng)例如并非白熾燈并且不引起負(fù)載電流Iz增加到第一電流極限Il的負(fù)載Z被連 接到電子開關(guān)2時(shí)，則電子開關(guān)2在第一電流限制模式111中在低歐姆狀態(tài)中進(jìn)行操作，直 至第一時(shí)段tl期滿并且進(jìn)入第二操作模式120。
應(yīng)當(dāng)注意，即使當(dāng)白熾燈被連接到電子開關(guān)2時(shí)，在第一操作模式110中并非進(jìn)入 第一和第二電流限制模式111、112中的每一個(gè)和第一溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)113。除第一電流 限制模式111之外，進(jìn)入第二電流限制模式112和溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)113中的哪一個(gè)也取 決于燈的特定類型。有可能的是，白熾燈被連接到電子開關(guān)2并且電子開關(guān)2僅僅在第一 電流限制模式111中進(jìn)行操作，因?yàn)闇囟葲]有升至高于第一溫度閾值Tl。還有可能的是，電 子開關(guān)2首先以第一電流限制模式111并且然后以第二電流限制模式112進(jìn)行操作，但是 溫度沒有升至高于第二溫度閾值T2，從而在第一時(shí)段tl期滿之前在第一操作模式111期間 電子開關(guān)2不被斷開。
可選地，電子開關(guān)2在第一時(shí)段tl期滿之前已經(jīng)以第二操作模式120進(jìn)行操作。 這在圖2中用短劃線示出。在該實(shí)施例中，當(dāng)在第一電流限制模式111中溫度T升至高于 第一溫度閾值Tl時(shí)但是當(dāng)負(fù)載電壓Vz低于第一電壓閾值Vl時(shí)，電子電路I離開第一操作 模式Iio并且進(jìn)入第二操作模式120。在這種情況下，假設(shè)被連接到電子開關(guān)2的負(fù)載Z不 是白熾燈，從而離開白熾燈啟動(dòng)模式110。等同地，當(dāng)在第二電流限制模式112中溫度升至 高于第二溫度閾值T2時(shí)但是當(dāng)負(fù)載電壓Vz低于第二電壓閾值V2時(shí)，電子開關(guān)2離開白熾 燈啟動(dòng)模式110。在這種情況下，很可能在負(fù)載中存在短路。當(dāng)該負(fù)載是除了白熾燈(或DC 電動(dòng)機(jī))之外的負(fù)載并且該負(fù)載無故障時(shí)，通常不進(jìn)入第二電流限制模式。
在至此參考圖2解釋的方法的實(shí)施例中，在第一操作模式110中評估負(fù)載電壓Vz 的絕對值，以便確定是否存在白熾燈被連接到電子開關(guān)2的高概率。然而，評估絕對值Vz僅 僅是實(shí)例。根據(jù)另一實(shí)施例，關(guān)于評估負(fù)載電壓Vz的絕對值另外地或者可替換地，也可以 評估負(fù)載電壓Vz的變化率dVz/dt。根據(jù)第一實(shí)施例，當(dāng)負(fù)載電壓Vz的變化率高于第一值 時(shí)，僅僅存在從第一電流限制模式111到第二電流限制模式112的過渡，以及當(dāng)變化率高于 第二值時(shí)，僅僅存在從第二電流限制模式112到斷開狀態(tài)113的過渡，其中第二值高于第一 值。根據(jù)第一實(shí)施例，第一值選自Vs/140每毫秒(ms)和Vs/70每毫秒之間，其中Vs是典 型供電電壓。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第二值選自Vs/70每毫秒和Vs/35每毫秒之間。然而，這些 值僅僅是實(shí)例。當(dāng)然可以取決于特定應(yīng)用而選擇其他值。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，僅僅評估負(fù)載電壓Vz的絕對值和負(fù)載電壓Vz的變化率中的一 個(gè)。根據(jù)另一實(shí)施例，當(dāng)在第一電流限制模式111中溫度升至高于第一溫度閾值Tl時(shí)和當(dāng) 在第二電流限制模式112中溫度T升至高于第二溫度閾值T2時(shí)，負(fù)載電壓Vz的值和變化率 這二者都被評估。只有當(dāng)負(fù)載電壓Vz的絕對值和變化率滿足以前解釋的條件時(shí)，從第一電流限制模式111到第二電流限制模式112的過渡才發(fā)生，并且只有當(dāng)負(fù)載電壓Vz的絕對值 和變化率滿足以前解釋的條件時(shí)，從第二電流限制模式112到斷開狀態(tài)113的過渡才發(fā)生。
在第二操作模式120中，根據(jù)滯后曲線、取決于溫度T來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2。在這個(gè) 第二操作模式120中，電子開關(guān)2以其中負(fù)載電流被限制為第三電流極限13的第三電流限 制模式121進(jìn)行操作，其中每次溫度T升至高于第三溫度閾值T3時(shí)，電子開關(guān)2就被斷開 并且進(jìn)入第二溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)122。當(dāng)溫度T已經(jīng)降至低于第三溫度T減去滯后值dT 時(shí)，電子開關(guān)2再次以第三電流限制模式121被接通。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第三溫度T3選自 140。。和160°C之間，并且滯后值dT選自IOK和20K之間。
應(yīng)當(dāng)注意，取決于被連接到電子開關(guān)2的負(fù)載Z，電子開關(guān)2在以第二操作模式 120進(jìn)行操作時(shí)可以從不進(jìn)入第二溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)122。當(dāng)負(fù)載電流Iz總是低于第三電 流極限13，使得負(fù)載電流Iz不必在第三電流限制模式121中受到限制時(shí)，電子開關(guān)2的溫 度并不增加到第三溫度閾值T3并且不會(huì)發(fā)生溫度誘發(fā)斷開。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第三電流極 限13等于第一電流極限II。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)電路3被配置成生成狀態(tài)信號SST。狀態(tài)信號Sst例如被配置 成指示何時(shí)電子開關(guān)在限制狀態(tài)中進(jìn)行操作和/或何時(shí)存在電子開關(guān)2的溫度誘發(fā)斷開。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在第一操作模式110中，狀態(tài)信號Sst的生成被停用，盡管在第一操作模式 110中，可以發(fā)生其中電子開關(guān)在限制狀態(tài)中進(jìn)行操作或者其中存在電子開關(guān)2的溫度誘 發(fā)斷開的操作情形。然而，在第一操作模式110中，在限制狀態(tài)和/或電子開關(guān)2的溫度誘 發(fā)斷開中操作電子開關(guān)被視為對于連接到電子開關(guān)2的白熾燈而言為了正確地啟動(dòng)所需 的正常操作。
然而，在第二操作模式120中，負(fù)載電流Iz增加到第三電流極限13，使得電子開關(guān) 2在限制狀態(tài)中進(jìn)行操作以便將負(fù)載電流Iz限制為這個(gè)第三電流極限13和/或電子開關(guān) 2的溫度誘發(fā)斷開不被視為正常操作。因此，在第二操作模式120中狀態(tài)信號Sst的生成被 激活，使得狀態(tài)信號Sst指示在第三電流限制模式121中電流限制機(jī)制何時(shí)啟動(dòng)和/或在第 二溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)中何時(shí)存在電子開關(guān)2的溫度誘發(fā)斷開。
在第一操作模式110中以及在第二操作模式120中，輸入信號Sin具有接通電平。 因此，在第一和第二操作模式110、120中斷開電子開關(guān)2僅僅是溫度誘發(fā)的。每當(dāng)輸入信 號Sin將信號電平從接通電平改變?yōu)閿嚅_電平時(shí)，電子開關(guān)2就被斷開并且電子電路I返回 到斷開狀態(tài)100。取決于輸入信號Sin的、到斷開狀態(tài)的過渡能夠從在圖2中示出的操作狀 態(tài)中的任何一種操作狀態(tài)發(fā)生，從而為了易于說明，在圖2中這些過渡未被示出。
圖3示出用于驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2的方法的另一實(shí)施例。根據(jù)圖3的方法是基于根據(jù) 圖2的方法，其中在根據(jù)圖3的方法中可以存在下述操作情形，其中電子電路I從斷開狀態(tài) 100過渡到第二操作模式120而非第一操作模式110。在這種方法中，在接通時(shí)間tw(此時(shí) 輸入信號Sin將它的信號電平從斷開電平改變?yōu)榻油娖?之前評估輸入信號Sin的斷開電 平的持續(xù)時(shí)間。當(dāng)斷開電平的這個(gè)持續(xù)時(shí)間比給定的第一斷開時(shí)段tlOl更短并且輸入信 號Sin改變?yōu)榻油娖?在圖3中被示為Sin=接通)時(shí)，電子開關(guān)2立即以第二操作模式120 進(jìn)行操作。然而，當(dāng)斷開電平的持續(xù)時(shí)間比第一斷開時(shí)段tlOl更長并且輸入信號Sin的信 號電平改變?yōu)榻油娖綍r(shí)，電子開關(guān)2首先以第二操作模式120進(jìn)行操作。
在圖3中示出的狀態(tài)圖中，斷開狀態(tài)100包括兩個(gè)子狀態(tài)，即在輸入信號Sin采取斷開電平的時(shí)間Itwi和第一斷開時(shí)段tlOl期滿之間支配電子開關(guān)2的操作的第一子狀態(tài) 101，以及在第一斷開時(shí)段tlOl期滿和接通時(shí)間之間支配電子開關(guān)2的操作的第二子狀 態(tài)102。從第一子狀態(tài)101，存在到第二操作模式120、特別是到第三電流限制狀態(tài)121的過 渡，以及從第二子狀態(tài)102，存在到第一操作模式110、特別是到第一電流限制模式111的過渡。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電子電路I具有監(jiān)視供電電壓Vs以及當(dāng)供電電壓Vs降至低于 給定供電電壓閾值時(shí)進(jìn)入欠壓鎖定(UVLO)狀態(tài)103的功能。當(dāng)供電電壓Vs隨后升至高于 這個(gè)閾值時(shí)，電子電路I進(jìn)入第二子狀態(tài)102，從第二子狀態(tài)102，僅僅到第一操作模式110 的過渡是可能的。
當(dāng)未比給定第一斷開時(shí)段tlOl更長地?cái)嚅_電子開關(guān)2時(shí)直接進(jìn)入第二操作模式 120的動(dòng)機(jī)如下。即使當(dāng)白熾燈被連接到以前已經(jīng)小于第一斷開時(shí)段tlOl而進(jìn)行開關(guān)的電 子開關(guān)2時(shí)，這個(gè)第一斷開時(shí)段tlOl對于白熾燈(特別是對于燈絲)顯著地冷卻而言也是太 短的，從而白熾燈能夠被視為是熱的，并且能夠因此以第二操作模式120進(jìn)行操作。給定的 第一斷開時(shí)段tlOl因此是根據(jù)白熾燈為了冷卻而需要的時(shí)段選擇的，并且例如在300ms和 Is之間。
圖4示出用于驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2的方法的另一實(shí)施例。這種方法是基于根據(jù)圖3的 方法。在這種方法中，斷開狀態(tài)100具有在第一斷開時(shí)段tlOl期滿時(shí)進(jìn)入的第三子狀態(tài) 104，并且在比第一斷開狀態(tài)tlOl更長的第二斷開狀態(tài)tl04期滿時(shí)進(jìn)入第二子狀態(tài)。根據(jù) 一個(gè)實(shí)施例，第二斷開時(shí)段tl04在I秒和3秒之間。當(dāng)在第一斷開時(shí)段期滿之前輸入信號 采取接通電平時(shí)(這是當(dāng)電子電路I處于第三子狀態(tài)104中時(shí))，電子電路I進(jìn)入其中負(fù)載 電流Iz被限制為第四電流極限14的第四電流限制模式131。第四電流極限14可以對應(yīng)于 第三電流極限13，使得以第四電流限制模式131操作電子開關(guān)2等于以第三電流限制模式 121操作電子開關(guān)2，差別在于，在第四電流限制模式131中，狀態(tài)信號Sst的生成被停用。 從第四電流限制模式131，電子電路I在例如在150ms和250ms之間的給定時(shí)段t4之后過 渡到第三電流限制模式121，或者當(dāng)溫度T升至高于可以對應(yīng)于第三溫度閾值T3的第四溫 度閾值T4時(shí)過渡到熱誘發(fā)第二斷開狀態(tài)122。
以第四電流限制模式131操作電子開關(guān)2等同于以第三電流限制模式121操作電 子開關(guān)2，差別在于，對于給定時(shí)段t4，狀態(tài)信號Sst的生成被抑制。因此，將不在第四時(shí)段 t4期間通過狀態(tài)信號Sst報(bào)告電流限制機(jī)制的激活。能夠假設(shè)，不比第四時(shí)段t4更長地要 求的電流限制可以由特定類型的負(fù)載(例如DC電動(dòng)機(jī)或閃光燈)的啟動(dòng)情形引起，在所述啟 動(dòng)情形中，在斷開時(shí)段期間燈絲僅僅部分地冷卻。
圖5示意性地示出驅(qū)動(dòng)電路3的一個(gè)實(shí)施例。驅(qū)動(dòng)電路3包括控制電路7，其接收 電壓信號Sv和溫度信號St并且生成斷開信號S-、電流極限信號Sil和狀態(tài)信號SST。邏輯 門8接收輸入信號Sin和斷開信號Soff并且生成取決于輸入信號Sin和斷開信號Stw的邏輯 信號S8。驅(qū)動(dòng)器9接收邏輯信號S8并且取決于電流信號S1和電流極限信號Stt而生成驅(qū) 動(dòng)信號SDKV。邏輯信號S8可以采取接通電平或斷開電平，其中驅(qū)動(dòng)器9被配置成當(dāng)邏輯信 號S8采取接通電平時(shí)接通電子開關(guān)2，以及被配置成當(dāng)邏輯信號S8采取斷開電平時(shí)斷開電 子開關(guān)2。斷開信號Stw能夠采取斷開電平，其中每次當(dāng)要求處于根據(jù)圖2到5的第一和第 二溫度誘發(fā)操作狀態(tài)113和122中的電子開關(guān)2的溫度誘發(fā)斷開時(shí)，控制電路7就生成這個(gè)信號Stw的斷開電平。邏輯門8被配置成，獨(dú)立于輸入信號Sin的信號電平，每當(dāng)斷開信號Stw具有斷開電平時(shí)就生成邏輯信號S8的斷開電平。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，輸入信號Sin和邏輯信號S8的接通電平是高電平，而斷開信號Stw的斷開電平是低電平。在該實(shí)施例中， 邏輯門8例如被實(shí)施為AND門。
控制電路7還可以接收輸入信號Sin以便評估輸入信號Sin的斷開時(shí)間以及以便將電子開關(guān)轉(zhuǎn)換到斷開狀態(tài)100中，此時(shí)輸入信號Sin采取斷開電平。
電流限制信號&限定由驅(qū)動(dòng)器9將通過電子開關(guān)的負(fù)載電流Iz限制到的電流極限。這個(gè)電流極限由控制電路7取決于特定操作狀態(tài)、特別是取決于電子開關(guān)2將以其操作的特定電流限制模式而被選擇。
在圖6中示出具有電流限制電路的驅(qū)動(dòng)器9的一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)圖6的驅(qū)動(dòng)器 9包括第一驅(qū)動(dòng)單元91，其能夠被實(shí)施為用于取決于邏輯信號S8來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)2 (例如 MOSFET)的常規(guī)驅(qū)動(dòng)單元。在圖6中示出的實(shí)施為MOSFET的電子開關(guān)2是壓控器件，其具有取決于柵極-源極電壓的接通電阻。這個(gè)柵極-源極電壓由也在圖6中示出的內(nèi)部柵極-源極電容Ces的充電狀態(tài)來限定。為了調(diào)整控制電壓，電流限制電路92包括可變電阻器93，例如晶體管。可變電阻器93被連接在柵極和源極端子之間，并且取決于電流信號S1 和電流極限信號Stt而被控制。電流極限信號Si控制參考信號源95，例如參考電壓源。由參考信號源95提供的參考信號和電流信號S1由可以包括放大器的控制器94接收。這個(gè)控制器94取決于電流信號S1和電流極限信號Si來驅(qū)動(dòng)可變電阻器93，使得電子開關(guān)2的接通電阻被調(diào)整，從而負(fù)載電流Iz被限制為如由電流極限信號S。限定的電流極限。
應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)負(fù)載電流込低于如由電流極限信號&限定的電流極限時(shí)，電流限制電路92被停用，這等同于具有高電阻的可變電阻器93。在這種情況下，電子開關(guān)2具有它的最小接通電阻。然而，當(dāng)負(fù)載電流Iz升高到電流極限時(shí)，可變電阻器93的電阻被降低以便降低電子開關(guān)2的柵極-源極電壓，使得電子開關(guān)2的接通電阻被增加以便防止負(fù)載電流Iz增加至高于電流極限。然而，在這個(gè)操作狀態(tài)中，電力在電子開關(guān)2中被耗散，這可以導(dǎo)致電子開關(guān)2的溫度增加。
根據(jù)另一實(shí)施例,在第一操作模式110中評估負(fù)載電壓Vz是可選的，以及以第一和第二電流限制模式111、112操作電子開關(guān)。在這種情況下，每次電子開關(guān)2的溫度達(dá)到對應(yīng)于以前解釋的第二溫度T2的溫度時(shí)，電子電路I就進(jìn)入溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)?；蛘咴趯?yīng)于以前解釋的時(shí) 段的給定時(shí)段之后，或者在溫度已經(jīng)降低到對應(yīng)于溫度T2減去以前解釋的滯后值dT’的溫度之后，電子電路I離開溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)113。在離開溫度誘發(fā)斷開狀態(tài)113之后電子電路I進(jìn)入的接通狀態(tài)能夠是電流限制狀態(tài)，例如第一和第二電流限制狀態(tài)111、112之一。在給定時(shí)段t2之后或者當(dāng)以前在這里解釋的條件之一被滿足時(shí)，電子電路I離開第一操作狀態(tài)110。在第二操作模式120中，每次電子開關(guān)的溫度達(dá)到對應(yīng)于以前解釋的溫度T3并且低于在第一操作模式110中斷開電子開關(guān)的溫度T2的溫度時(shí)，電子開關(guān)2就被斷開。
諸如“在…之下”、“在…下面”、“較低的”、“在…之上”、“較高的”等等之類的空間相對術(shù)語是為了易于描述而被用來解釋一個(gè)元件相對于第二元件的定位。除了與附圖中描繪的那些取向不同的取向之外，這些術(shù)語意圖還包含器件的不同取向。此外，諸如“第一”、 “第二”等等之類的術(shù)語也被用來描述各種元件、區(qū)域、部分等等，并且也不意圖進(jìn)行限制。相同的術(shù)語在整個(gè)說明書中是指相同的元件。
如在這里所使用的術(shù)語“具有”、“包含”、“包括”、“包括”等等是開放式術(shù)語，其表 明所述元件或特征的存在而不排除附加的元件或特征。冠詞“一”、“一個(gè)”以及“該”意圖 包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另外清楚地表明。
考慮到上面的變型和應(yīng)用的范圍，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不受前述的描述的限制，也不 受附圖的限制。代之以，本發(fā)明僅由后面的權(quán)利要求書及其法律等同物來限制。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)與負(fù)載串聯(lián)連接的電子開關(guān)的方法，所述方法包括在輸入信號的信號電平已經(jīng)從斷開電平改變?yōu)榻油娖街笠缘谝徊僮髂Ｊ讲僮魉鲭娮娱_關(guān)以持續(xù)第一時(shí)段，其中以第一操作模式操作所述電子開關(guān)包括取決于所述負(fù)載兩端的電壓并且取決于所述電子開關(guān)的溫度來驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)；以及在所述第一時(shí)段之后以第二操作模式操作所述電子開關(guān)，其中以第二操作模式操作所述電子開關(guān)包括根據(jù)滯后曲線、取決于溫度來驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，以第一操作模式操作所述電子開關(guān)包括以第一電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第一電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為第一電流極限。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，以第一操作模式操作所述電子開關(guān)進(jìn)一步包括當(dāng)在所述第一電流限制模式中，溫度升至高于第一溫度閾值并且所述負(fù)載兩端的電壓滿足第一條件時(shí)，以第二電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第二電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為高于所述第一電流極限的第二電流極限。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，以第一操作模式操作所述電子開關(guān)進(jìn)一步包括當(dāng)溫度升至高于比所述第一溫度閾值更高的第二溫度閾值時(shí)和當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓滿足不同于所述第一條件的第二條件時(shí)，斷開所述電子開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第一溫度閾值在125°C和175°C之間，以及其中所述第二溫度閾值在175°和225°C之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓高于第一電壓閾值時(shí)和 /或當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓隨著時(shí)間的增加高于第一電壓增加閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第一條件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓高于第一電壓閾值時(shí)和/或當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓隨著時(shí)間的增加高于第一電壓增加閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第一條件；以及其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓高于比所述第一電壓閾值更高的第二電壓閾值時(shí)和/或當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓隨著時(shí)間的增加高于比所述第二電壓增加閾值更高的第二電壓增加閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第二條件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓高于所述第一電壓閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第一條件；其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓高于所述第二電壓閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第二條件；以及其中所述第二電壓閾值是所述第一電壓閾值的至少2倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓隨著時(shí)間的增加高于所述第一電壓增加閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第一條件；其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓隨著時(shí)間的增加高于所述第二電壓增加閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第二條件；以及其中所述第二電壓增加閾值是所述第一電壓增加閾值的至少2倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括向包括所述電子開關(guān)和所述負(fù)載的串聯(lián)電路施加供電電壓；其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓高于所述第一電壓閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第一條件；其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓高于所述第二電壓閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第二條件；其中所述第一電壓閾值在所述供電電壓的O. 15倍和O. 3倍之間；以及其中所述第二電壓閾值在所述供電電壓的O. 3倍和O. 6倍之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括向包括所述電子開關(guān)和所述負(fù)載的串聯(lián)電路施加供電電壓；其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓隨著時(shí)間的增加高于所述第一電壓增加閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第一條件；其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓隨著時(shí)間的增加高于所述第二電壓增加閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第二條件；其中所述第一電壓增加閾值選自在l/140*Vs每毫秒和l/70*Vs每毫秒之間的范圍，其中Vs是供電電壓，以及其中所述第二電壓增加閾值選自在l/70*Vs每毫秒和l/35*Vs每毫秒之間的范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓高于所述第一電壓閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第一條件；其中當(dāng)所述負(fù)載兩端的電壓高于所述第二電壓閾值時(shí)，所述負(fù)載兩端的電壓滿足所述第二條件；以及其中在所述第二電壓閾值和所述第一電壓閾值之間的比高于在所述第二電流極限和所述第一電流極限之間的比。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)溫度升至高于比所述第一溫度閾值更高的第二溫度閾值時(shí)斷開所述電子開關(guān)以持續(xù)給定時(shí)段，并且在所述給定時(shí)段之后以所述第一電流限制來驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)溫度升至高于給定溫度閾值但是負(fù)載電壓沒有滿足與溫度增加至高于所述給定溫度閾值相關(guān)聯(lián)的條件時(shí)，在所述第一時(shí)段結(jié)束之前以所述第二操作模式操作所述電子開關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在所述第一電流限制模式中溫度升至高于所述第一溫度閾值并且負(fù)載電壓沒有滿足所述第一條件時(shí)，或者當(dāng)在所述第二電流限制模式中溫度升至高于所述第二溫度閾值并且負(fù)載電壓沒有滿足所述第二條件時(shí)，在所述第一時(shí)段結(jié)束之前以所述第二操作模式操作所述電子開關(guān)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，以第二操作模式操作所述電子開關(guān)包括以第三電流限制模式驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)，在所述第三電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為第三電流極限；以及當(dāng)在所述第三電流限制模式中溫度升至高于第三溫度閾值時(shí)斷開所述電子開關(guān)，直至溫度降低到低于所述第三溫度閾值的溫度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，以第一操作模式操作所述電子開關(guān)包括以第一電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第一電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為第一電流極限，其中所述第三電流極限等于所述第一電流極限。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)通過所述負(fù)載的電流達(dá)到所述第三電流極限時(shí)，生成指示已經(jīng)達(dá)到所述第三電流極限的狀態(tài)信號，以及當(dāng)在所述第二操作模式中溫度升至高于所述第三溫度閾值時(shí)所述電子開關(guān)被斷開時(shí)， 生成指示所述電子開關(guān)已經(jīng)被斷開的狀態(tài)信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括評估在所述接通電平之前所述輸入信號的所述斷開電平的持續(xù)時(shí)間；當(dāng)所述斷開電平的持續(xù)時(shí)間已經(jīng)比第一斷開時(shí)段更長時(shí)，以所述第一操作模式操作所述電子開關(guān)；以及當(dāng)所述斷開電平的持續(xù)時(shí)間已經(jīng)比第二斷開時(shí)段更短時(shí)，以所述第二操作模式操作所述電子開關(guān)，所述第二斷開時(shí)段短于所述第一斷開時(shí)段。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一斷開時(shí)段在I秒和3秒之間，以及其中所述第二斷開時(shí)段在O. 3秒和I秒之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所述斷開電平的持續(xù)時(shí)間已經(jīng)比所述第二斷開時(shí)段更長但是比所述第一斷開時(shí)段更短時(shí)，以第四電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第四電流限制模式中通過所述負(fù)載的電流被限制為第四電流極限。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一時(shí)段在50ms和500ms之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電子開關(guān)包括晶體管。
24.一種用于驅(qū)動(dòng)與負(fù)載串聯(lián)連接的電子開關(guān)的方法，所述方法包括在輸入信號的信號電平已經(jīng)從斷開電平改變?yōu)榻油娖街笠缘谝徊僮髂Ｊ讲僮魉鲭娮娱_關(guān)以持續(xù)第一時(shí)段，其中以第一操作模式操作所述電子開關(guān)包括當(dāng)所述電子開關(guān)的溫度達(dá)到第一溫度閾值時(shí)斷開所述電子開關(guān)；以及在所述第一時(shí)段之后以第二操作模式操作所述電子開關(guān)，其中以第二操作模式操作所述電子開關(guān)包括根據(jù)滯后曲線、取決于溫度來驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)，其中當(dāng)所述電子開關(guān)的溫度達(dá)到低于所述第一溫度閾值的第二溫度閾值時(shí)，所述電子開關(guān)被斷開。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，以第一操作模式操作所述電子開關(guān)進(jìn)一步包括當(dāng)所述電子開關(guān)的溫度達(dá)到所述第一溫度閾值時(shí)，斷開所述電子開關(guān)以持續(xù)給定時(shí)段。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，以第二操作模式操作所述電子開關(guān)進(jìn)一步包括在所述電子開關(guān)已經(jīng)被斷開之后，當(dāng)所述電子開關(guān)的溫度達(dá)到對應(yīng)于第二溫度減去給定滯后值的第三溫度時(shí)，再次接通所述電子開關(guān)。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)溫度升至高于給定溫度閾值但是負(fù)載電壓沒有滿足與溫度增加至高于所述給定溫度閾值相關(guān)聯(lián)的條件時(shí)，在所述第一時(shí)段結(jié)束之前以所述第二操作模式操作所述電子開關(guān)。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，以第一操作模式操作所述電子開關(guān)包括以第一電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第一電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為第一電流極限。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，以第一操作模式操作所述電子開關(guān)進(jìn)一步包括當(dāng)在所述第一電流限制模式中，溫度升至高于第一溫度閾值并且負(fù)載電壓滿足第一條件時(shí)，以第二電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第二電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為高于所述第一電流極限的第二電流極限。
30.一種電子電路,包括電子開關(guān)，其包括控制端子和負(fù)載路徑，所述負(fù)載路徑被配置成具有與其連接的負(fù)載；以及驅(qū)動(dòng)電路，其被耦合到所述電子開關(guān)的控制端子，所述驅(qū)動(dòng)電路被配置成接收輸入信號并且被配置成在所述輸入信號的信號電平已經(jīng)從斷開電平改變?yōu)榻油娖街笠缘谝徊僮髂Ｊ讲僮魉鲭娮娱_關(guān)以持續(xù)第一時(shí)段，其中所述第一操作模式包括取決于所述負(fù)載兩端的電壓并且取決于所述電子開關(guān)的溫度來驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)；以及在所述第一時(shí)段之后以第二操作模式操作所述電子開關(guān)，其中所述第二操作模式包括根據(jù)滯后曲線、取決于溫度來驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的電子電路，其中，在所述第一操作模式中所述驅(qū)動(dòng)電路被配置成以第一電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第一電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為第一電流極限。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的電子電路，其中，在所述第一操作模式中所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步被配置成當(dāng)在所述第一電流限制模式中，溫度升至高于第一溫度閾值并且負(fù)載電壓滿足第一條件時(shí)，以第二電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第二電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為高于所述第一電流極限的第二電流極限。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電子電路，其中，在所述第一操作模式中所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步被配置成當(dāng)溫度升至高于比所述第一溫度閾值更高的第二溫度閾值時(shí)和當(dāng)負(fù)載電壓滿足不同于所述第一條件的第二條件時(shí)，斷開所述電子開關(guān)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電子電路，其中，當(dāng)負(fù)載電壓高于第一電壓閾值和/或負(fù)載電壓隨著時(shí)間的增加高于第一電壓增加閾值時(shí)，負(fù)載電壓滿足所述第一條件。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的電子電路，其中，當(dāng)負(fù)載電壓高于比所述第一電壓閾值更高的第二電壓閾值和/或負(fù)載電壓隨著時(shí)間的增加高于比所述第一電壓增加閾值更高的第二電壓增加閾值時(shí)，負(fù)載電壓滿足所述第二條件。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的電子電路，進(jìn)一步包括供電電壓源，其被配置成向具有所述電子開關(guān)和所述負(fù)載的串聯(lián)電路提供供電電壓，其中所述第一電壓閾值選自在所述供電電壓的O. 15倍和O. 3倍之間的范圍，以及其中所述第二電壓閾值選自在所述供電電壓的O. 3倍和O. 6倍之間的范圍。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的電子電路，其中，在所述第二電壓閾值和所述第一電壓閾值之間的比高于在所述第二電流極限和所述第一電流極限之間的比。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電子電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步被配置成當(dāng)溫度升至高于比所述第一溫度閾值更高的第二溫度閾值時(shí)，斷開所述電子開關(guān)以持續(xù)給定時(shí)段，以及在所述給定時(shí)段之后以所述第一電流極限驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)。
39.根據(jù)權(quán)利要求30所述的電子電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步被配置成當(dāng)溫度升至高于給定溫度閾值但是負(fù)載電壓沒有滿足與溫度增加至高于所述給定溫度閾值相關(guān)聯(lián)的條件時(shí)，在所述第一時(shí)段結(jié)束之前以所述第二操作模式操作所述電子開關(guān)。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電子電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步被配置成當(dāng)在所述第一電流限制模式中溫度升至高于所述第一溫度閾值并且負(fù)載電壓沒有滿足所述第一條件時(shí)，或者當(dāng)在所述第二電流限制模式中溫度升至高于所述第二溫度閾值并且負(fù)載電壓沒有滿足所述第二條件時(shí)，在所述第一時(shí)段結(jié)束之前以所述第二操作模式操作所述電子開關(guān)。
41.根據(jù)權(quán)利要求30所述的電子電路，其中，在所述第二操作模式中所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步被配置成以第三電流限制模式驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)，在所述第三電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為第三電流極限；當(dāng)在所述第三電流限制模式中溫度升至高于第三溫度閾值時(shí)斷開所述電子開關(guān)，直至溫度降低到低于所述第三溫度閾值的溫度。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電子電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步被配置成當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到所述第三電流極限時(shí)生成指示已經(jīng)達(dá)到所述第三電流極限的狀態(tài)信號，以及當(dāng)在所述第二操作模式中溫度升至高于所述第三溫度閾值時(shí)所述電子開關(guān)被斷開時(shí)， 生成指示所述電子開關(guān)已經(jīng)被斷開的狀態(tài)信號。
43.一種電子電路,包括電子開關(guān)，其包括負(fù)載路徑和控制端子，所述負(fù)載路徑被配置成具有與其連接的負(fù)載；驅(qū)動(dòng)電路，其被耦合到所述電子開關(guān)的控制端子，所述驅(qū)動(dòng)電路被配置成接收輸入信號并且被配置成在所述輸入信號的信號電平已經(jīng)從斷開電平改變?yōu)榻油娖街笠缘谝徊僮髂Ｊ讲僮魉鲭娮娱_關(guān)以持續(xù)第一時(shí)段，其中所述第一操作模式包括當(dāng)所述電子開關(guān)的溫度達(dá)到第一溫度閾值時(shí)斷開所述電子開關(guān)；在所述第一時(shí)段之后以第二操作模式操作所述電子開關(guān)，其中所述第二操作模式包括根據(jù)滯后曲線、取決于溫度來驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)，其中當(dāng)所述電子開關(guān)的溫度達(dá)到低于所述第一溫度閾值的第二溫度閾值時(shí)，所述電子開關(guān)被斷開。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電子電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路在所述第一操作模式中進(jìn)一步被配置成當(dāng)所述電子開關(guān)的溫度達(dá)到所述第一溫度閾值時(shí)，斷開所述電子開關(guān)以持續(xù)給定時(shí)段。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電子電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路在所述第二操作模式中進(jìn)一步被配置成當(dāng)所述電子開關(guān)的溫度達(dá)到對應(yīng)于第二溫度減去給定滯后值的第三溫度時(shí)，再次接通所述電子開關(guān)。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電子電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步被配置成當(dāng)溫度升至高于給定溫度閾值但是負(fù)載電壓沒有滿足與溫度增加至高于所述給定溫度閾值相關(guān)聯(lián)的條件時(shí)，在所述第一時(shí)段結(jié)束之前以所述第二操作模式操作所述電子開關(guān)。
47.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電子電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路在所述第一操作模式中進(jìn)一步被配置成以第一電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第一電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為第一電流極限。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的電子電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路在所述第一操作模式中進(jìn)一步被配置成當(dāng)在所述第一電流限制模式中，溫度升至高于第一溫度閾值并且負(fù)載電壓滿足第一條件時(shí)，以第二電流限制模式操作所述電子開關(guān)，在所述第二電流限制模式中通過所述電子開關(guān)的電流被限制為高于所述第一電流極限的第二電流極限。
全文摘要
本發(fā)明公開了驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)。一種電子開關(guān)取決于輸入信號而與負(fù)載串聯(lián)連接。在輸入信號的信號電平已經(jīng)從斷開電平改變?yōu)榻油娖街?，該電子開關(guān)以第一操作模式進(jìn)行操作以持續(xù)第一時(shí)段。該第一操作模式包括取決于負(fù)載兩端的電壓并且取決于電子開關(guān)的溫度來驅(qū)動(dòng)該電子開關(guān)。在第一時(shí)段之后，該電子開關(guān)以第二操作模式進(jìn)行操作。該第二操作模式包括根據(jù)滯后曲線、取決于溫度來驅(qū)動(dòng)該電子開關(guān)。
文檔編號H03K17/567GK103023468SQ20121035076
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
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