[發明專利]用于功率半導體開關中的短路檢測的方法和器件

有效

• 申請號: 201710111978.9
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN107132466B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: M-M.巴克蘭;S.海因;A.毛德
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/27;G01R31/52;G01R31/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;杜荔南

1.一種用于檢測短路情況的器件，包括：

半導體開關，包括控制端子和至少兩個負載端子；以及

評估電路，被配置成基于控制端子處的信號的量值并且至少部分地基于經由所述至少兩個負載端子的負載電流的變化的量值來檢測短路情況；

其中，所述評估電路包括：第一比較器，被配置成把控制信號與第一參考值進行比較；第二比較器，被配置成把至少部分地表示負載電流的改變的值與第二參考值進行比較，其中，所述評估電路被配置成評估電感上的電壓降以便確定負載電流的變化量值的度量，并且其中所述電感包括連接在所述負載端子中的第一負載端子與所述第二比較器的第一輸入之間的電感。

2.根據權利要求1所述的器件，其中，所述評估電路被配置成獲得所述至少兩個負載端子之一和與所述至少兩個負載端子之一相關聯的輔助端子之間的電壓降。

3.根據權利要求2所述的器件，還包括驅動器，所述驅動器被配置成在控制端子與輔助端子之間施加控制信號。

4.根據權利要求2所述的器件，還包括驅動器，所述驅動器被配置成在控制端子和與所述至少兩個負載端子之一相關聯的另一個輔助端子之間施加控制信號。

5.根據權利要求1所述的器件，其中，所述評估電路包括邏輯電路，被配置成基于第一比較器的輸出和第二比較器的輸出而輸出指示短路的信號。

6.根據權利要求5所述的器件，其中，所述器件被配置成基于控制信號的值改變第二參考值。

7.根據權利要求1所述的器件，其中，所述評估電路被配置成在控制信號的絕對值超出第一閾值并且指示負載電流的改變的絕對值同時超出第二閾值時確定存在短路情況。

8.根據權利要求1所述的器件，其中，所述評估電路被配置成在檢測到負載電流的負斜率時暫時禁用短路檢測。

9.根據權利要求1所述的器件，其中，所述半導體開關是金屬氧化物半導體場效應晶體管或絕緣柵雙極型晶體管之一。

10.根據權利要求1所述的器件，還包括另一個半導體開關，其中所述評估電路被配置成在所述另一個半導體開關的切換事件期間禁用對于所述半導體開關的短路檢測。

11.根據權利要求1所述的器件，其中，所述評估電路被配置成在檢測到短路時部分地斷開半導體開關以減小負載電流。

12.一種用于檢測短路的器件，包括：

功率晶體管，包括第一負載端子、第二端子以及控制端子；

第一比較器，包括與控制端子耦合的第一輸入以及要與第一參考電壓耦合的第二輸入；

第二比較器，包括與第二負載端子耦合的第一輸入以及要與第二參考電壓耦合的第二輸入；以及

與門，包括與第一比較器的輸出耦合的第一輸入以及與第二比較器的輸出耦合的第二輸入；

所述器件還包括耦合到所述與門的輸出的設定/重置觸發器。

13.根據權利要求12所述的器件，還包括驅動器，所述驅動器包括耦合到控制端子的輸出以及與所述與門的輸出耦合的另一個端子。

14.根據權利要求13所述的器件，其中，所述驅動器的另一個端子是去飽和測試電流輸出端子。

15.根據權利要求12所述的器件，還包括第三比較器，所述第三比較器包括與控制端子耦合的第一輸入、要與第三參考電壓耦合的第二輸入以及與低通濾波器的輸入耦合的輸出，其中低通濾波器的輸出和觸發器的輸出與另一個與門耦合，其中所述另一個與門的輸出與另一個半導體開關的控制輸入耦合，所述另一個半導體開關的第一負載端子與晶體管的控制輸入耦合，并且另一個晶體管的第二負載端子要與參考電位耦合。