点火器电路的制作方法

本申请要求2015年11月18日提交的名称为“METHOD OF FORMING AN IGNITER CIRCUIT AND STRUCTURE THEREFOR”(点火器电路的形成方法及其结构)的美国No.62/256966临时申请(发明人：Yasunori Yamamoto和Mikio YAMAGISHI)的优先权，该申请以引用方式并入本文，并且据此要求其对共同主题的优先权。

本申请还涉及案卷号为ONS01871的名称为“METHOD OF FORMING AN IGNITER CIRCUIT AND STRUCTURE THEREFOR”(点火器电路的形成方法及其结构)的申请，二者有共同的受让人和发明人Yasunori YAMAMOTO和Mikio YAMAGISHI，该申请与本申请同时提交，并据此以引用方式并入本文。

技术领域

本实用新型整体涉及电子器件，更具体地讲，涉及半导体以及半导体结构。

背景技术：

在过去，半导体行业使用各种方法和结构来构建半导体器件以控制内燃机(如车辆(诸如汽车)的引擎等)的点火线圈。在一些实施方案中，半导体负载开关或负载开关连接到点火线圈的初级侧，从而控制引擎的火花塞。在一些实施方案中，负载开关可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。半导体器件的控制器启用和禁用负载开关，在点火线圈的次级侧上产生大电压，导致通过火花塞产生火花。在另一种情况下，接地的其他元件发生故障，流过故障元件的电流增大可造成熔断器中的断路，从而保护系统。

在某些情况下，半导体器件的负载开关或元件会发生故障，这会导致大电流通过线圈，并会最终损坏半导体器件或(可能损坏)线圈、或引擎、或车辆。在某些情况下，大电流也可流过故障元件，这也会导致(除其他元件之外)线圈或引擎的损坏。一些实施方案包括熔断器，该熔断器连接在电压源和点火线圈的初级侧和/或接地元件之间。在负载开关发生故障的情况下，通过点火线圈的增加的电流会造成熔断器中的断路，从而保护系统。

在某些应用中，熔断器的灵敏度可能过高，导致在正常工作条件下，熔断器可形成断路。因此，为了恢复系统的工作状况，可能必须更换半导体器件以及，在某些情况下，包括该半导体器件的车辆部件。更换半导体器件导致成本增加。此外，车辆的可靠性可能降低。在其他条件下，熔断器的灵敏度可过低，导致半导体器件可能在熔断器形成断路之前损坏。在此示例中，也必须更换半导体器件，这将使成本增加。在某些情况下，故障可能导致更严重的损坏，甚至可能导致火灾。

因此，可期望存在这样的器件或方法：能够更精确地保护半导体器件免受损坏，并且/或者更精确地保护半导体器件避免短路状况，并且/或者能够降低点火系统的运行成本。

技术实现要素：

本实用新型解决的一个技术问题是防止半导体器件发生短路状况。

根据本实用新型的一个方面，提供一种点火器电路，包括：输出端，所述输出端被配置用于耦接到点火线圈的初级侧；第一电路，所述第一电路被配置成形成驱动信号，以选择性地启用或禁用负载开关从而控制流过所述负载开关的负载电流；选择性启用的开关，所述选择性启用的开关被配置成接收直流电压，并将所述直流电压选择性地耦接/解耦到内部节点和所述输出端；第二电路，所述第二电路被配置成监测流过所述负载开关的负载电流，并检测所述负载电流具有不低于阈值的第一值；第三电路，所述第三电路被配置成响应于以下情况的组合而禁用所述选择性启用的开关：所述第一电路形成信号以禁用所述负载开关，并且所述第二电路检测所述负载电流不低于所述阈值；以及诊断电路，所述诊断电路被配置成检测所述选择性启用的开关的故障并响应地禁用所述负载开关。

根据一个实施例，所述点火器电路还包括所述诊断电路，所述诊断电路被配置成响应于禁用所述负载开关而禁用所述选择性启用的开关，并且当所述选择性启用的开关被禁用时，响应于所述选择性启用的开关两侧的电压降具有大于诊断阈值的值而禁用所述负载开关。

根据一个实施例，所述诊断电路还被配置成当所述选择性启用的开关时被禁用时，响应于所述选择性启用的开关两侧的所述电压降具有所述值而禁用所述选择性启用的开关。

根据一个实施例，所述第二电路被配置成响应于所述信号的第一状态，选择性地将所述阈值设定为第一阈值，并且响应于所述信号的第二状态，将所述阈值设定为第二阈值。

根据一个实施例，所述诊断电路包括检测电路，所述检测电路具有放大器和比较器，所述放大器被配置成监测所述选择性启用的开关两侧的电压降，所述比较器被配置成将所述放大器的输出与参考值进行比较。

根据一个实施例，所述诊断电路包括具有定时器电路的诊断控制器电路，所述定时器电路被配置成响应于所述负载开关的失效控制状态而启动形成所述时间间隔，所述诊断电路还包括逻辑电路，所述逻辑电路具有输出端，所述输出端被耦接以响应于所述时间间隔的期满以及所述选择性启用的开关的输出端处的电压不大于诊断阈值而禁用所述选择性启用的开关。

根据本实用新型的一个方面，提供一种点火器电路，包括：所述点火器电路的输入端，所述输入端被配置成接收来自直流电压源的直流电压；所述点火器电路的输出端，所述输出端被配置用于耦接到点火线圈的初级侧；第一开关，所述第一开关具有输入端和输出端，所述输入端耦接到所述点火器电路的所述输入端，所述输出端耦接到所述点火器电路的所述输出端；控制电路，所述控制电路被配置成选择性地启用所述第一开关以将所述直流电压耦接到所述点火器电路的所述输出端；控制电路，所述控制电路被配置成控制负载开关的状态以控制通过所述负载开关的负载电流；检测电路，所述检测电路耦接到所述控制电路，所述检测电路被配置成选择性地设定所述负载电流的阈值；所述控制电路被配置成响应于所述负载电流的值超出所述阈值而选择性地禁用所述负载开关；以及诊断电路，所述诊断电路耦接到所述控制电路，并且被配置成响应于检测所述第一开关的故障状况而选择性地禁用所述负载开关。

根据一个实施例，所述诊断电路耦接到所述第一开关，所述诊断电路被配置成响应于所述负载开关的失效控制状态以及检测到所述第一开关的所述输出端上的电压具有不大于诊断阈值的值而禁用所述第一开关。

根据本实用新型的一个方面，提供一种点火器电路，包括：所述点火器电路的输入端；所述点火器电路的输出端，所述输出端被配置用于耦接到点火线圈的初级侧；第一开关，所述第一开关的输入端耦接到所述点火器电路的所述输入端；第一电路，所述第一电路耦接到所述第一开关以启用所述第一开关，从而将直流电压源耦接到所述点火器电路的所述输出端；控制电路，所述控制电路被配置成耦接到负载开关，所述控制电路被配置成控制所述负载开关以形成通过所述点火线圈的负载电流；以及诊断电路，所述诊断电路耦接到所述第一开关和所述控制电路以确定所述第一开关的故障并响应地禁用所述负载开关。

根据一个实施例，所述诊断电路被配置成检测所述第一开关两端的电压降，其中在禁用所述第一开关的时间间隔期间，所述第一开关两侧的电压降具有不同于诊断阈值的值。

本实用新型实现的一个技术效果是更精确地保护半导体器件免受短路损坏。

附图说明

图1示意性地示出了点火系统的一部分的一个实施方案示例，该点火系统包括根据本实用新型的点火器电路；

图2是示出一些信号的实施方案示例的曲线图，这些信号可以在根据本实用新型的图1点火器电路的一些操作过程中形成；

图3包括流程图，示出了保护根据本实用新型的图1点火器电路的方法的一个实施方案示例中的一些步骤；

图4示意性地示出了点火器电路一部分的一个实施方案示例，该点火器电路可以是根据本实用新型的图1点火器电路的替代实施方案；

图5是示出一些信号的实施方案示例的曲线图，这些信号可以在根据本实用新型的图4点火器电路的一些操作过程中形成；

图6包括流程图，示出了保护根据本实用新型的图4点火器电路的方法的一个实施方案示例中的一些步骤；

图7示意性地示出了点火器电路一部分的一个实施方案示例，该点火器电路可以是根据本实用新型的图1或图4中的任意点火器电路的替代实施方案；

图8示意性地示出了点火器电路一部分的一个实施方案示例，该点火器电路可以是根据本实用新型的图1或图4或图7中的任意点火器电路的替代实施方案；

图9示意性地示出了另一点火器电路一部分的一个实施方案示例，该点火器电路可以是根据本实用新型的图1或图4或图7-图8中任一者的点火器电路的替代实施方案；

图10是示出一些信号的实施方案示例的曲线图，这些信号可以在根据本实用新型的图7点火器电路的一些操作过程中形成；

图11包括流程图，示出了保护根据本实用新型的图7点火器电路的方法的一个实施方案示例中的一些步骤；

图12示意性地示出了检测电路一部分的一个实施方案示例，该检测电路可以是根据本实用新型的图1电路一部分的替代实施方案；

图13示意性地示出了停机控制电路一部分的一个实施方案示例，该停机控制电路可以是根据本实用新型的图1电路一部分的替代实施方案；

图14示意性地示出了检测电路一部分的一个实施方案示例，该检测电路可以是根据本实用新型的图1、图4、图7、图8或图9电路一部分的替代实施方案；

图15示意性地示出了另一检测电路一部分的一个实施方案示例，该检测电路可以是根据本实用新型的至少图9的电路一部分的替代实施方案；

图16示意性地示出了另一停机控制电路一部分的一个实施方案示例，该停机控制电路可以是根据本实用新型的至少图9的电路一部分的替代实施方案；

图17示意性地示出了驱动电路一部分的一个实施方案示例，该驱动电路可以是根据本实用新型的至少图9的电路一部分的替代实施方案；

图18示意性地示出了诊断电路一部分的一个实施方案示例，该诊断电路可以是根据本实用新型的至少图9的电路一部分的替代实施方案；

图19示意性地示出了另一种点火器电路一部分的一个实施方案示例，该点火器电路可以具有与根据本实用新型的图1、图4和/或图7图9点火器电路中的任意电路或所有电路操作和功用相似的实施方案；以及

图20示出了半导体器件实施方案的放大平面图，该半导体器件可以包括根据本实用新型的图1、图4或图7图9点火器电路中的任一者。

为使图示清晰简明，图中的元件未必按比例绘制，一些元件可能为了进行示意性的说明而被夸大，而且除非另外规定，否则不同图中的相同参考标号指示相同的元件。此外，为使描述简单，可省略公知步骤和元件的描述和细节。如本文所用，载流元件或载流电极意指器件的载送通过器件的电流的元件，诸如MOS晶体管的源极或漏极或者双极型晶体管的发射极或集电极或者二极管的阴极或阳极，而控制元件或控制电极意指器件的控制通过器件的电流的元件，诸如MOS晶体管的栅极或者双极型晶体管的基极。另外，一个载流元件可载送沿一个方向通过器件的电流，诸如载送进入器件的电流，而第二载流元件可载送沿相反方向通过器件的电流，诸如载送离开器件的电流。尽管器件在本文中可以被描述为某些N沟道或P沟道器件或者某些N型或P型掺杂区，但本领域的普通技术人员将理解，根据本实用新型的互补器件也是可以的。本领域的普通技术人员理解，导电类型是指通过其发生传导的机制，诸如通过空穴或电子传导，因此，导电类型不是指掺杂浓度而是指掺杂类型，诸如P型或N型。本领域的技术人员应当理解，本文所用的与电路操作相关的短语“在…期间”、“在…同时”和“当…时”并不确切地指称某个动作在引发动作后立即发生，而是指在初始动作所引发的反应之间可能存在一些较小但合理的延迟，诸如各种传播延迟。另外，短语“在…同时”是指某个动作至少在引发动作持续过程中的一段时间内发生。词语“大概”或“基本上”的使用意指元件的值具有预期接近陈述值或位置的参数。然而，如本领域所熟知，始终存在妨碍值或位置确切地为陈述值或位置的微小偏差。本领域公认的是，最多达至少百分之十(10％)(并且对于半导体掺杂浓度，最多至百分之二十(20％))的偏差是与确切如所述的理想目标相差的合理偏差。在关于信号状态使用时，术语“生效”意指信号的有效状态，而术语“失效”意指信号的无效状态。信号的实际电压值或逻辑状态(诸如“1”或“0”)取决于使用的是正逻辑还是负逻辑。因此，如果使用的是正逻辑，则高电压或高逻辑可生效，如果使用的是负逻辑，则低电压或低逻辑可生效；而如果使用的是正逻辑，则低电压或低状态可失效，如果使用的是负逻辑，则高电压或高逻辑可失效。在本文中，使用正逻辑约定，但本领域的技术人员理解，也可以使用负逻辑约定。权利要求书和/或具体实施方式中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如用在元件名称的一部分中)用于区分类似元件，并且不一定描述时间上、空间上、等级上或任何其他方式的顺序。应当理解，如此使用的术语在适当情况下可互换，并且本文所述的实施方案能够以除本文所述或举例说明外的其他顺序来操作。提到“一个实施方案”，意味着结合该实施方案描述的特定的特征、结构或特性由本实用新型的至少一个实施方案采纳。因此，在本说明书通篇内的不同位置出现的短语“在一个实施方案中”，不一定都指同一个实施方案，但在某些情况下，有可能指同一个实施方案。此外，如本领域的普通技术人员所清楚的，在一个或多个实施方案中，具体特征、结构或特性可以任何合适的方式结合。

具体实施方式

图1示意性地示出了点火系统10的一部分的一个实施方案示例，该点火系统包括点火器电路16，该点火器电路在一些实施方案中可以是系统10的点火器模块的一部分。在一些实施方案中，点火器模块可以具有这样的实施方案：除电路16之外还可包括其他器件，而为使附图和描述清晰，在图1中这些器件被省略。系统10的一些实施方案还可包括，具有初级绕组13和次级绕组的点火线圈12。

电路16可包括具有输出端21的实施方案，该输出端被配置为连接到绕组13，诸如连接到绕组13的一个端子。例如，可连接输出端21以吸收来自绕组13的电流。电路16可具有这样的实施方案：包括输入端17，该输入端被配置为连接到直流电压源15的正极端子，也可包括输入端18，该输入端可被配置为连接到公共回复电压，诸如接地参考。该直流电压源可以是如图1所示的电池，或者可以是其他直流电压源，诸如直流电压稳压器的输出。在一个实施方案中，电路16还可包括受保护的输出端19，该输出端可被配置为从输入端17向初级绕组13的第二端子供电。

在一些实施方案中，电路16可包括负载开关，该负载开关被配置为连接到初级绕组13的一个端子。例如，可连接负载开关以吸收来自绕组13的电流。在一些实施方案中，负载开关可以是IGBT 22，但也可以是其他实施方案中的其他器件，诸如双极型晶体管和MOS晶体管。因此，提及IGBT 22应被理解为提及负载开关，但为解释方便仍使用IGBT 22的构型。虽然为了便于参考而将IGBT 22用作负载开关器件，但本文所述实施方案不限于将IGBT作为负载开关器件的唯一实施方案。在一些实施方案中，负载开关(诸如IGBT 22)可位于与电路16分开的半导体管芯上，或在其他实施方案中，可位于与电路16相同的管芯上。电路16可包括这样的实施方案，在此实施方案中，负载开关具有第一载流电极、第二载流电极和控制电极，其中第一载流电极经连接以从输入端21接收电流，诸如从线圈12接收电流；第二载流电极经连接以将电流返回至返回端18；控制电极被配置为接收驱动信号，来选择性地启用和禁用负载开关。

电路16可包括触发器(TG)输入端20，其被配置成接收点火触发器信号或触发器信号(TG)，从而允许启用IGBT 22。电路16可被配置成形成信号47，该信号代表了触发器信号(TG)。电路16的驱动电路24可被配置为形成足以选择性地启用和禁用IGBT 22的驱动信号32。在其他实施方案中，驱动电路24可以是电路16的另一个电路的一部分。在一些实施方案中，电路16可包括插入在输入端20和电路24之间的滞后缓冲器，以便接收触发器信号并形成信号47。在一些实施方案中，电路24可被配置为形成信号39，该信号可代表控制IGBT 22的控制状态，诸如被用来控制IGBT22状态的信号生效状态或失效状态。因此，在一些实施方案中，信号39可以是生效的，以代表IGBT 22的启用或生效控制状态，信号39也可以是失效的，以代表IGBT 22的禁用或失效控制状态。本领域技术人员将理解，IGBT 22可能会(例如)出现故障(诸如在短路状态下)，但IGBT 22的控制状态即便是在电流因IGBT 22处于短路状态而可以流过IGBT 22的情况下，也可处于失效控制状态，从而禁用IGBT 22。因此，信号39可代表IGBT 22的控制状态，诸如代表形成以启用或禁用IGBT 22的信号。在一些实施方案中，可省略信号39。在一些实施方案中，触发器信号(TG)或信号47，或者驱动信号32可代表IGBT 22的控制状态。

在一些实施方案中，电路16的选择性启用的开关器件可连接于输入端17和输出端19之间。电路16的一些实施方案可被配置为，在IGBT短路时，诸如IGBT 22短路或跨IGBT 22形成短路时，选择性地禁用该选择性启用的开关器件。例如，从输出21到IGBT 22的发射极的短路可以是跨IGBT 22短路的一个示例。在一个实施方案中，选择性启用的开关器件可以是MOS晶体管25。一个实施方案可包括：晶体管25可被配置为高侧(HS)开关。在至少一个实施方案中，晶体管25的主体可以是浮动的，而非直接连接到电压电位或到控制信号。在其他实施方案中，晶体管25可以是其他类型的开关器件。例如，晶体管25可以是双极型晶体管或电子熔断器集成电路。电子熔断器的一个示例的部件号是NIS5112，并由安森美半导体(ON Semiconductor(dba))提供，其营业地址为亚利桑那州菲尼克斯市麦克道威尔路5005E(邮编85008)(5005E.McDowell Road,Phoenix,Arizona 85008)。

电路16的检测电路28的实施方案可被配置为，监测流过IGBT 22的开关电流或负载电流23的值。如下文将进一步所示，电路28的实施方案可被配置为检测电流23的值大于第一阈值的情况。在一些实施方案中，第一阈值可以是较低阈值。第一阈值可以具有这样的实施方案，其大于零或(可替代地)大于端子18上的公共回复电压值。在一些实施方案中，电路16还可包括感测元件，该感测元件可被配置为形成代表电流23的感测信号37。例如，感测元件的一个实施方案可被配置为电阻器27，该电阻器与IGBT 22以及输入端18的公共回复电压串联连接，使得感测信号37代表电流23的值。例如，电阻器27可具有连接到IGBT 22的发射极的一个端子，和连接到输入端18的第二端子。该感测电路被配置，使得信号37的第一感测值代表电流23的第一阈值。电路28可被配置为接收信号37。本领域技术人员将理解，感测元件可以是能够形成代表着电流23的感测信号的其他已知元件。例如，IGBT 22可以形成为多发射极IGBT，其中一个或多个发射极被用作感测元件，该感测元件形成代表着电流23的电流。一般来讲，形成感测类型的晶体管，以包括主晶体管部分和感测部分。通常，感测类型的晶体管由许多晶体管单元形成，这些晶体管单元相互连接以形成更大的晶体管，这个更大的晶体管可具有较大开关电流。一些单元的发射极与其余单元的发射极分隔开，并连接至单独的外部端子或感测端子。发射极的其余部分被连接在一起，以形成IGBT 22的发射极。感测类型的晶体管的一个示例公开于1985年11月12日授予Robert Wrathall的美国专利No.4,553,084，该专利据此以引用的方式并入本文。

电路16可具有这样的实施方案：其包括停机控制电路30，该停机控制电路可被配置为，响应于电流23具有大于第一阈值的值，而形成控制信号38以禁用晶体管25。在一些实施方案中，电路30也可被配置为响应于电流23具有大于第一阈值的值，而形成驱动禁用信号31以禁用IGBT 22。在一些实施方案中，可省略信号31。

电路16的一个实施方案可包括驱动电路34，该驱动电路被配置为接收来自电路30的控制信号38，并形成足以选择性地启用和禁用晶体管25的驱动信号33。在一些实施方案中，电路34可以是另一个电路(诸如电路30)的一部分。在一些实施方案中，晶体管25可具有源极和漏极，其中源极连接至输入端17，漏极通常连接至输出端19和内部节点26。晶体管25的栅极可被连接以接收来自电路30且流过电路34的控制信号38，诸如可被连接到电路34的输出端。

电路16的一个实施方案可包括任选的电池电容器35，该电池电容器可跨直流电压源而连接，例如连接在输入端17和输入端18之间。在其他实施方案中，电容器35可被省略或可以在电路16的外部。在大多数实施方案中，电容器35是去耦电容器，用于使由电路16接收的波形变得平滑。在一些实施方案中，电路16可包括稳压器电路，其接收来自节点26的功率并形成工作电压(Vcc)，用以操作电路16(诸如电路28和/或电路30)的电路元件。

在正常操作中，可启用晶体管25以将输入端17上的直流电压源选择性地耦合至线圈12的初级侧并耦合至内部节点26。在正常操作中，可使触发器信号(TG)生效以启用IGBT 22。启用IGBT 22会造成电流23流动并在线圈12内形成磁场。随后，触发器信号可改变状态，以允许禁用IGBT22。禁用IGBT 22会在线圈12初级侧造成电压突增，因此，会在线圈12次级侧感应出较大电压尖峰，从而通过火花塞(未示出)产生火花。

在IGBT短路(诸如IGBT 22短路或跨IGBT 22形成短路)时，因IGBT短路状况而得到的电流23的值(在一些实施方案中)可受线圈12电阻的限制。在一个非限制性示例实施方案中，线圈12的电阻可在约0.3Ω-1.0Ω的范围内。对于此类非限制性示例构型，因短路状况而得到的电流23的值可能不会比在非短路状况下启用IGBT 22时的电流23的正常值高出太多。因此，在一些构型中，可能难以将因IGBT短路而得到的电流与在非短路状况下启用IGBT 22时电流23的正常值区分开来。因此，在一个实施方案中，电路16可被配置为：在禁用IGBT 22的时间中的至少一部分时间里，检测电流23在其值不小于第一阈值时的值，以便检测IGBT短路。例如，在下列条件下进行该项检测：IGBT 22的控制状态处于禁用IGBT的状态。本领域技术人员将理解，如果IGBT 22本身处于短路的状况，则即便发送到IGBT 22的控制信号处于禁用IGBT 22的控制状态，也不可能禁用IGBT 22。失效控制状态的一个示例可包括：可以使控制IGBT 22的驱动信号32失效，从而IGBT 22应被禁用或(可替代地)处于触发器信号被禁用的状况。

在一个实施方案中，在出现短路IGBT状况时，电路16可被配置为：响应于IGBT 22的控制状态处于禁用IGBT的状态以及电流23的值不小于第一阈值的状况组合，将直流电压源从节点26以及线圈12上解耦或基本上断开。一个实施方案可包括：电路16还可被配置为，响应于电流23的值不小于第一阈值以及IGBT 22的控制状态为禁用IGBT 22的失效控制状态的状况组合，而禁用IGBT 22。

电路28可包括这样的实施方案：其可被配置为检测感测信号37大于感测值，从而电流23大于第一阈值的情况，并且响应地使检测信号29生效。在其他实施方案中，电路28可被配置为，响应于检测到电流23的值不低于第一阈值以及IGBT 22的控制状态处于禁用IGBT 22的状态(例如失效控制状态)的情况组合，而使信号29生效。在一些实施方案中，电路28可被配置为，无论IGBT 22处于何种状态，都响应于检测到电流23的值不低于第一阈值，而使信号29生效。一个实施方案可包括：电路30可被配置为，响应于IGBT 22的失效控制状态以及电流23的值不低于第一阈值的情况组合，而禁用晶体管25。例如，电路30可被配置为接收信号29和信号39，并响应于信号29和信号39(或可替代地，信号32)的生效状态，而使控制信号38和驱动禁用信号31生效。

电路30的一个实施方案可被配置为，响应于驱动信号32的失效值与检测信号29的生效值的组合状况，而接收来自电路28的检测信号29，并使驱动禁用信号31和控制信号38生效。电路16的另一个实施方案可被配置为：在IGBT短路时，响应于电流23超过第一阈值以及驱动信号32具有失效值的情况组合，而将直流电压源从内部稳压器上解耦或基本上断开。对于这组状况，电路30也可被配置为禁用IGBT 22或者(可替代地)保持禁用IGBT 22。例如，电路30可被配置为：响应于电流23超过第一阈值以及IGBT 22呈失效控制状态(诸如驱动信号32呈失效状态)的情况组合，而接收来自电路28的检测信号29并使信号38生效。响应于这组状况，电路30也可包括这样的实施方案：其被配置为使信号31生效，以禁用IGBT22或者(可替代地)保持禁用IGBT 22。

图2是示出一些信号的实施方案示例的曲线图，这些信号可以在电路16的一些操作过程中形成。曲线图100示出了一些信号的一部分的示例性实施方案，在电路16的一个示例性操作过程中可形成这些信号。曲线图120示出了一些信号的一部分的示例性实施方案，在电路16的一些操作的另一个示例过程中可形成这些信号。横坐标表示时间，纵坐标表示所示信号的增加值。曲线101和曲线121示出了触发器信号(TG)的实施方案示例。曲线102和曲线122示出了发送到IGBT 22的驱动信号32的实施方案示例，曲线103和曲线123示出了IGBT 22的状况(例如启用状况，或禁用状况，或短路状况)的实施方案的不同示例。本领域技术人员将理解，在一些实施方案中，由于IGBT 22的输入电容，信号32可具有有限的上升和下降时间，而曲线102和曲线122可代表数字信号的理想化表示，即，不存在相关的上升和下降时间。曲线104和曲线124示出了电流23的实施方案的不同示例。如下文将进一步所示，值53示出了第一阈值的一个实施方案示例。曲线105和曲线125示出了发送到晶体管25的驱动信号33或代表驱动信号33的信号的不同实施方案示例，曲线106和曲线126示出了工作电压VCC值的不同实施方案示例。

参见曲线图100，在电路16操作的一个非限制性示例中，假设在t0时刻，启用晶体管25并将功率从直流电压源耦合至节点26，耦合至内部稳压器，并耦合至线圈12的初级侧，如曲线105和曲线106所示。在t1时刻，假设电路16接收生效的触发器信号(TG)，如曲线101所示。触发器信号启用IGBT 22，如曲线102和曲线103所示。响应于启用IGBT 22，电流23开始流动并逐渐增大。假设在t2时刻发生IGBT短路。在t3时刻，使触发器信号(TG)失效，进而使得发送到IGBT 22的驱动信号32失效，如曲线101和曲线102所示。然而，由于IGBT短路状况，电流23继续流动，并且在一些实施方案中可增大，如曲线103和曲线104所示。电路28检测到电流23的值大于第一阈值，并使发送到电路30的检测信号29生效。在一些实施方案中，在电路16的操作过程中，在任意时刻，响应于电流23的值不低于第一阈值，电路28都可使信号29生效。在其他实施方案中，电路28可被配置为，响应于电流23的值不低于第一阈值以及IGBT 22呈失效控制状态的情况组合，而使信号29生效。响应于驱动信号32(或可替代地信号39)呈失效状态及电流23的值不低于(或可替代地大于)第一阈值的情况组合，电路30使至晶体管25的控制信号38生效以禁用晶体管25。本领域技术人员将会注意到，t3时刻和t4时刻之间的时间间隔可以很短，但为了说明的目的，其在图2中被放大。使信号38生效导致了使至晶体管25的驱动信号33失效并禁用晶体管25。禁用晶体管25导致了使线圈12的初级侧和内部稳压器(进而工作电压(VCC))从外部电源电压解耦或基本上断开，借此降低对IGBT 22和/或电路16的损坏。系统10的其他部分(诸如线圈12)也可以得到保护。在一些实施方案中，响应于驱动信号32(或可替代地信号39)呈失效状态以及电流23的值不低于第一阈值的情况组合，电路30可使信号31生效，以禁用或保持禁用IGBT 22。电路30可包括具有锁存器来锁存信号31状态的实施方案。

参见曲线图120，假设在t10时刻，启用晶体管25来将功率耦合到节点26并耦合到线圈12的初级侧。在t11时刻，电路16接收触发器信号(TG)的生效状态以启用IGBT 22，如曲线121-曲线124所示。在t12时刻，使触发器信号失效，并禁用IGBT 22，如曲线121-曲线124所示。假设随后在t13时刻，在禁用IGBT 22的同时发生IGBT短路，如曲线121-曲线124所示。电路28检测到电流23流动且大于第一阈值。电路28响应地使检测信号29生效，并且电路30响应于检测信号29的生效状态和IGBT 22的失效控制状态(诸如驱动信号32的失效状态)的组合，使信号31和信号38生效，如曲线125所示。禁用晶体管25有助于保护IGBT 22和/或电路16不受损坏，如前文所解释的那样。

图3包括流程图140，示出了保护电路16或可替代地保护系统10的方法的实施方案示例中的一些步骤。在步骤141，启用晶体管25。随后，在电路16的操作过程中，发生IGTB短路，如步骤142所示。电路16可被配置为确定IGBT 22是否已接收IGBT 22的生效控制状态，例如驱动信号32的生效状态，如步骤143所示。如果如步骤144所示启用IGBT 22，则不采取行动，返回至步骤141。如果如步骤145所示，IGBT 22的控制状态未生效，则如步骤146所示该方法会确定电流23是否流动。如果电流23小于第一阈值，则该方法返回到步骤141。在一个示例性实施方案中，第一阈值可小于在系统10的正常操作期间所需的电流23的目标峰值。本领域技术人员将理解，电流23的目标峰值可以在目标峰值附近的值范围内变化。例如，目标峰值可以是二十安培(20A)，并且值的范围可以是二十安培附近加上或减去百分之五(5％)。在一些实施方案中，第一阈值可以是目标峰值的百分数(例如小于百分之一百)，或在其他实施方案中，可以比电流23的目标峰值小百分之五到十(5-10％)。在其他实施方案中，第一阈值可以为电流23的目标峰值的一部分，诸如目标峰值的一半或四分之一。在一个示例性实施方案中，电流23的目标峰值可以是约十安培(10A)或者可以介于十到二十安培(10A-20A)之间，并且第一阈值可以介于一至三安培(1A-3A)之间。

现在，参见图12，图12示意性地示出了检测电路300的一部分的实施方案示例，该电路可以是电路28的替代实施方案。电路300包括差分放大器301，该差分放大器被配置为在放大器301的输出端上形成信号，该信号代表误差信号37。本领域技术人员将理解，可以使用电路301替代电路28。在一个实施方案中，放大器301被配置为监测跨电阻器27的电压。放大器301的反相输入端被连接到输入端18，而连接非反相输入端以接收信号37。电路300还包括比较器302。比较器302被配置为接收代表着感测信号37的信号，并在比较器302的输出端上形成信号29。放大器302的反相输入端被连接到放大器301的输出端，而连接非反相输入端以接收参考电压Vref1。

图13示意性地示出了停机控制电路305一部分的实施方案示例，该电路可以是电路30的替代实施方案。电路305被配置为接收信号39，并检测信号29，并形成控制信号38。本领域技术人员将理解，可以使用电路305替代电路30。实施方案可包括如下内容：电路305被配置为，响应于信号29的生效状态和信号39的失效状态，而使信号38生效。电路305包括与门307，其具有第一输入端和第二输入端，连接第一输入端以接收信号39，连接第二输入端以接收信号29。与门307的输出端被连接到锁存器308的触发输入。锁存器308被配置为锁存与门307的状态，并且锁存器308的输出端被配置为形成信号38。电路305的一些实施方案包括：锁存器308保持锁存直到移除电源电压(诸如Vcc)。

现在参见图4，图4示意性地示出了点火器电路40的一部分的实施方案示例，该电路可以是图1-图3的说明中所描述的电路16的替代实施方案。然而，电路40包括电池电容器42、稳压器电路或稳压器44和可选的内部电源电容器45。如下文将进一步所示，电路40被配置用于检测电源和公共回复电压(诸如接地电压)之间的短路，并且作为响应地将功率源极从供电电源解耦。

在一些实施方案中，电路40可包括检测电路41。在一个实施方案中，电路41可与电路28相同。在其他实施方案中，电路41可基本上与电路28相同，但可包括可调节的阈值电路，该阈值电路被配置为选择性地将阈值设定为不同的值。在一个实施方案中，电路41可被配置为选择性地检测电流23的值大于第一阈值，并检测电流23的值大于第二阈值。一个实施方案可包括第二阈值大于第一阈值。一个实施方案可包括第二阈值大于电流23的目标峰值。电路41的一个实施方案可被配置为，响应于使IGBT22的控制状态失效(诸如处于禁用IGBT的状态)的条件，而选择性地选择第一阈值。在一个实施方案中，IGBT 22的失效控制状态可以是对驱动信号32(或代表其的信号，诸如信号39或可替代地信号47)的失效条件作出的响应。电路41也可被配置为，响应于IGBT 22的控制状态呈失效状态(诸如控制专题处于启用IGBT的条件)的状况，而选择第二阈值。在一个实施方案中，IGBT 22的生效控制状态可以是对驱动信号32或代表其的信号的生效状态作出的响应。

一些现有的点火器电路可以已包括跨外部电压源连接的电池电容器。在一些实施方案中，该电容器可以在电路的内部。在一些情况下，电池电容器会出现故障，而大电流会继续流动，这会损坏现有的点火器电路。

电路40包括电池电容器42，连接了该电容器使得流过电容器42的任何电流都被电路41检测到。对于图4所示的示例性实施方案，电容器42被连接在节点26和感测元件的输入端之间，从而电路41可监测流过电容器42的电流43的值。电流23和43流至并流过感测元件，二者合计形成负载电流49。

电路40的一个实施方案可包括如下内容：电路41可被配置为检测开关电流43或可替代地检测负载电流49的值大于第二阈值，在一些实施方案中，表示电容器42发生故障，诸如短路状况类型的故障。如本文所用，术语“短路状况”包括电容器42或IGBT 22或其他电路元件中的短路状况，或会导致发生跨IGBT 22或跨电容器42短路状况的元件之间的连接。短路的非限制性示例包括，从输出端19到感测元件的输入端的短路，或从输出端21到感测元件的输入端的短路，从输入端17到感测元件的输入端的短路等，或者造成流过感测元件的电流增大(诸如负载电流49增大)的任何短路。在一些条件下，电路40也能够检测从输出端19到输入端21的短路状况。电路40还可包括：电路41可被配置为检测电流49的值大于第一阈值。电路40的一个实施方案可被配置为：对于使用所选择的第一阈值的状况，采用与电路16的操作基本上相同的操作方式。

电路40可具有这样的实施方案：可包括稳压器电路44，该稳压器电路被配置为自直流电压源15直接接收功率，并将内部工作电压(VCC)供应到电路40的内部电路，以便为了操作内部电路。稳压器44可具有输入端和输出端，其中输入端连接到输入端17以接收直流电压，输出端供应内部工作电压(VCC)。在一些实施方案中，为了提高内部工作电压(VCC)的稳定性，可将可选的滤波或存储电容器45连接到稳压器44的输出端。在一个实施方案中，电容器45可被连接在稳压器44的输出端和连至感测元件的输入端之间。在其他实施方案中，电容器45可被连接到其他返回节点。

图5是示出一些信号的实施方案示例的曲线图，这些信号可以在电路40的一些示例性实施方案的操作过程中形成。曲线图170示出了一些信号的一部分的示例性实施方案，在电路40实施方案的示例性操作过程中可形成这些信号。曲线图180示出了一些信号的一部分的示例性实施方案，在电路40的实施方案的不同示例性操作过程中可形成这些信号。横坐标表示时间，纵坐标表示所示信号的增加值。曲线171和曲线181示出了触发器信号(TG)的实施方案示例。曲线172和曲线182示出了发送至IGBT 22的驱动信号32或代表驱动信号32的信号的实施方案示例。本领域技术人员将理解，在一些实施方案中，由于IGBT 22的输入电容，信号32可具有有限的上升和下降时间，而曲线172和曲线182可代表数字信号的理想化表示，即，不存在相关的上升和下降时间。曲线173和曲线183示出了电流49的实施方案的不同示例。如下文将进一步所示，值54示出了第二阈值的实施方案的非限制性示例。曲线174和曲线184示出了驱动信号33或代表驱动信号33的信号的不同实施方案的示例。曲线175和曲线185示出了在节点26处电压值的不同实施方案的示例，曲线176和曲线186示出了在输入端17和输入端18之间接收的直流电源电压值的不同实施方案的示例。

参见曲线图170，假设在t0时刻，电路40在工作，启用晶体管25，使触发器信号(TG)失效，从而使得IGBT 22被禁用，并且电流49基本为零。本领域技术人员应当理解，在一些实施方案中，在所述电流基本为零时，可并存有流动的泄露电流或其他感应电流。电路41可被配置为响应于IGBT 22的失效控制状态而选择第一阈值。例如，驱动信号32或代表信号32的信号或可替代地信号39或信号47的失效状态。

假设在t1时刻，使触发器信号生效，从而启用IGBT 22。电路41可被配置为响应于IGBT 22的生效控制状态而选择第二阈值。例如，驱动信号32或代表信号32的信号或可替代地信号39的生效状态。例如，电路41接收驱动信号32或代表该信号32的信号的生效状态，并选择第二阈值以允许电流23响应于IGBT 22的启用状态而流动。在一个实施方案中，电路40可被配置为在这样的操作中禁用检测第一阈值。如曲线173所示，电流23开始流动，使电流49的值增大。假设在t2时刻发生短路。例如，假设当启用IGBT 22时，电容器42变为短路。如曲线173所示，电流43增大，从而电流49的值增大。在一些实施方案中，电容器42短路的状况可导致如曲线176所示的从直流电压源接收到的电压降低，并如曲线175所示，降低节点26处的电压。电路41检测到电流49的值小于或等于第二阈值，并使检测信号29生效。电路30接收检测信号29的生效状态，并响应于电流49超出第二阈值以及IGBT 22生效控制状态的情况组合而禁用晶体管25，如曲线174针对t2时刻之后所示。例如，电路30可使控制信号38生效，从而可导致电路34使发送至晶体管25的驱动信号33失效，以禁用晶体管25。禁用晶体管25使直流电压源从线圈12和IGBT 22解耦，从而保护电路40。禁用晶体管25还去除了直流电压源的短路状况，使来自直流电压源的电压值得以增大，如曲线176在t3时刻所示。电路30还可被配置为响应于短路而禁用IGBT 22。例如，电路30也可使信号31生效，以响应于电流49小于或等于第二阈值以及IGBT 22呈生效控制状态的情况组合而禁用IGBT 22。IGBT 22的生效控制状态表示控制信号的如下状态：如果IGBT22运行正常，则发送至IGBT 22的控制信号其将启用IGBT 22。

因为相比于流过IGBT 22的电流，电流49的值响应于短路状态将更快地增加，从而电流49的值可迅速上升至较大的值。使用第二阈值来检测电流49的值使得电路40更迅速地检测出短路状态，并更迅速地保护电路40。在某些情况下，如果电流49超出了第二阈值，则跨电池和GND的一些元件有可能发生故障，这时有利的是，不论IGBT 22是处于启用还是禁用状态都会禁用晶体管25，从而迅速截断开关电流。这可称为快速停机。

现在参见曲线图180，在t10时刻，假设启用晶体管25，并且使触发器信号(TG)失效，则IGBT 22被禁用并且电流49的值基本为零，如曲线181-186所示。电路40作为响应而选择第一阈值用于检测电流49的值。假设在t11时刻，触发器信号生效从而启用IGBT 22，如曲线181-182所示。电路40作为响应而选择第二阈值作为用于检测电流49值的阈值。如曲线183所示，电流23开始增加，从而使电流49增大。在t12时刻，使触发器(TG)信号失效，从而使驱动信号32失效。响应于发送至IGBT 22的控制信号具有截止控制状态，电路41可被配置成选择第一阈值用于检测电流49的值。例如，电路41可使得能够响应于驱动信号32或代表它的信号或者替代地信号39的失效状态，而启用对第一阈值的检测。假设在t13时刻发生短路状况。短路状况使电流43的值增大，从而增大电流49并使其高于所选的第一阈值。电路40被配置为检测电流49的值小于或等于第一阈值并与IGBT 22的截止控制状态相结合，并且作为响应而使IGBT 22的直流电压源从线圈12解耦。例如，电路41可检测到电流49的值小于或等于(或可选地大于)第一阈值，并使检测信号29生效而导致禁用晶体管25，如曲线183-184所示。由于第一阈值大于第二阈值，因此当禁用IGBT 22时使用第一阈值相比于在启用IGBT 22时使用第二阈值，将会更快地检测到短路电流49的值响应于短路的上升。该操作使得电路40能够更迅速地检测到短路并更迅速地保护电路40。一个实施方案可包括如下内容：电路40可被配置成执行晶体管25的缓慢禁用，这可称为系统10的软停机。

图6包括流程图160，其示出了保护电路40和/或电路16的方法的一个实施方案示例中的一些步骤。该说明参考了图4至图6。在步骤161，启用晶体管25。在步骤162至步骤164，响应于IGBT 22的启用或禁用控制状态，而选择性地设置电路40的阈值，或可选地响应于控制IGBT 22状态的驱动信号32或另一个控制信号的生效或失效状态，而选择性地设置该电路的阈值。在步骤165，电路40确定电流49的值是否超出所选阈值。如果未超出所选阈值，操作返回到确定及选择阈值的步骤。在步骤166，电路40响应于电流49的值超出所选阈值而检测短路状态，并且作为响应，电路40禁用晶体管25。

本领域的技术人员将理解到，电路40还可被配置成采取类似于针对电路16所描述的方法来检测IGBT 22的短路状态。例如，在电路40的操作过程中，IGBT 22短路可导致电流23和电流49增大，该电流增大也可通过电路41检测出。例如，电流23的值增大可导致电流49大于所选择的第一阈值，如针对电路16所解释的那样。

本领域的技术人员也将理解，在图1电路16的替代实施方案中，电路41可用于代替电路28。

现在参见图14，图14示意性地示出了检测电路310一部分的一个实施方案示例，该电路可为检测电路41(图4)的替代实施方案。电路310的实施方案可类似于电路300的实施方案，然而，电路310包括比较器311和选择器电路或选择器312。本领域的技术人员将理解到，电路310可替代电路41(图4)而使用。比较器311接收来自放大器301的代表着信号37的信号，并响应于信号37具有的值大于参考电压Vref2，使比较器311的输出生效。Vref2的值大于Vref1的值。选择器312被配置成响应于IGBT22的失效或生效控制状态，而选择比较器302的输出端，或者选择比较器311的输出端。例如，电路312可被配置成响应于信号47或可选地信号39或信号32的不同状态，而选择比较器302的输出端，或者选择比较器311的输出端。在一个实施方案中，选择器312被配置成响应于信号47的失效状态，而选择比较器302的输出端以输出作为信号29，并响应于信号47的生效状态，而选择比较器311的输出端以输出信号29。

参见图7，图7示意性地示出了点火器电路250的一部分的实施方案示例，该电路可以是图4-图6的说明中所描述的电路40的替代实施方案。电路250与电路40基本相同，但电路250包括检测电路251，该检测电路可为电路41的替代实施方案。

电路250的实施方案可被配置为响应于IGBT 22的生效控制状态，而检测其值不低于第二阈值的电流49。这种操作与电路40响应于IGBT 22的生效控制状态的操作基本相同。然而，响应于IGBT 22的失效控制状态，电路250可被配置成检测电流49的值不低于第一阈值和/或第二阈值中的任一者或两者的情况。一个实施方案可包括，电路251被配置为结合IGBT 22的失效控制状态，同时检测值为第一阈值和/或第二阈值的电流49。因此，电路250可被配置为响应于相应的IGBT 22的生效和失效控制状态，而选择性地选择第二阈值，或选择第一阈值与第二阈值两者的组合。

在一些实施方案中，电路250可被配置为检测电流达到第一阈值和第二阈值的情况。例如，如果电流值超出了第一阈值，但没有超出较高阈值，则电路250可被配置成，作为响应地执行某一动作，诸如(作为非限制性示例)执行软停机操作。如果电流值既超出了第一阈值，又超出了第二阈值，则电路250可被配置成执行一个不同的操作。非限制性示例可包括执行快速停机。因此，电路251可被配置为形成两种不同的检测信号。电路251可被配置为响应于检测到电流49的值不低于第一阈值的情况而使检测信号253生效，并响应于检测到电流49的值不低于第二阈值的情况而使检测信号254生效。

例如，假设IGBT 22被禁用，并且IGBT 22形成IGBT短路。由于线圈12的电感，IGBT短路可形成值慢慢增大的电流。因此，使电路251经配置以选择性地检测不低于第一阈值的电流49，使得电路250相比起响应于IGBT 22的失效控制状态而使用第二阈值，能够更迅速地检测到IGBT的短路。

又如，假定IGBT 22被禁用，并出现不同的短路状态，形成大于第二阈值的电流49的较大值。电路251可响应于检测到电流49的值不低于第一阈值情况而使检测信号253生效，并可响应于检测到电流49的值不低于第二阈值的情况而使检测信号254生效。使电路251被配置为选择性地检测电流49不低于第一阈值和第二阈值的情况，而允许电路250对两个不同的电流值执行不同的保护顺序。

图8示意性地示出了点火器电路240一部分的一个实施方案示例，该电路可为在图1至图3的说明中所描述的电路16，或在图4至图6的说明中所描述的电路40，或者电路250(图7)的替代实施方案。电路240与电路16或电路40基本相同，但电路240包括检测电路241。电路241可为图1的电路28或图4的电路41的替代实施方案，并且除了电路16和/或电路40之外或替代电路16和/或电路40，可用于电路16和电路40两者或其中任一者。

电路241被配置成检测电流49的值，该值在IGBT 22的所有控制状态条件下，或可选地在独立于IGBT 22的控制状态时皆不低于较高阈值。电路240的一个实施方案被配置为，响应于在独立于IGBT 22的控制状态的情况下电流49的值不低于第二阈值，而将直流电压源从输出端19、线圈12和IGBT 22解耦。

针对IGBT 22的全部控制状态条件均使用第二阈值，使得电路240能够更迅速地对短路状态作出反应，从而为其提供更精确的保护。一个实施方案可包括如下内容：电路240可被配置成响应于检测到电流49的值不低于第二阈值，而执行系统10的快速停机。快速停机在上文中有解释。

图9示意性地示出了打火电路60的实施方案的一部分的示例，该打火电路可以是打火电路16、40、240或250中任意电路的替代实施方案。电路60可包括与点火器电路16、40、240或250中任意电路基本上相同的实施方案。然而，电路60具有可包括驱动器或驱动电路63、停机控制电路62和诊断控制电路的实施方案。诊断电路的一个实施方案可包括检测电路66和诊断控制器电路或诊断电路69。电路63与电路34基本上相同，不同的是电路63被配置成响应于晶体管25的失效状况，而使晶体管25失效。一个实施方案可包括：电路63被配置成除了信号38之外，响应于来自控制电路69的信号71，而使晶体管25失效。电路62与电路30基本上相同，不同的是电路62被配置成除了响应于来自电路41的检测信号29而使信号38生效之外，响应于来自电路69的控制信号70，而使控制信号38生效。本领域技术人员将理解到，在一些实施方案中，可用电路28或241或251替代电路41。

伴有电路69的电路66的实施方案可被配置成检测晶体管25的故障，并作为响应地禁用IGBT 22，电路66的一些实施方案可任选地被配置成还禁用晶体管25。电路66的一些实施方案还可被配置成锁存IGBT 22的禁用状态。在图13的说明中解释了锁存状态的一个非限制性示例。箭头示出了跨晶体管25形成的电压65。电路66的一个实施方案可被配置成监测晶体管25的状态，并响应于电压65的值不大于第一诊断阈值，而使开关故障信号67生效。在一个替代实施方案中，电路66可被配置成监测节点26上的电压值，并响应于节点26电压下降至低于代表着电压65第一诊断阈值的第二诊断阈值，而使开关故障信号生效。电路60和/或控制电路69可被配置成选择性地禁用晶体管25，从而有助于检测故障。电路60和/或电路69也可以被配置成，响应于检测晶体管25故障，而使诊断故障信号70生效。

图10是具有示出了一些信号的示例性实施方案曲线图的曲线，这些信号可以在电路60的一些示例性实施方案的操作过程中形成。曲线72示出了触发器(TG)信号，曲线73示出了IGBT 22的启用或禁用状态。曲线74示出了晶体管25的控制状态，诸如代表着驱动信号33的信号的状态，曲线75示出了节点26处相对于输入端18的电压值。该说明参考了图9至图10。

假设在t0时刻，电路60正常运行，此时禁用IGBT 22，启用晶体管25，并且电压65具有某一值。本领域技术人员将理解到，在一个实施方案中，该值可受到晶体管25的导通电阻(Rdson)和流过晶体管25的电流值的影响。对于这种状况，节点26上的电压可具有如曲线74和曲线75所示的相应的值。假设在t1时刻，电路60接收触发器信号(TG)的生效状态并且启用IGBT 22，如曲线72-曲线73所示。在t2时刻，使触发器信号失效，并禁用IGBT 22。控制电路69接收失效驱动信号32或代表其的信号(诸如信号39或47)，并使高侧禁用信号71在t3时刻生效。电路63接收信号71的生效状态并作为响应地禁用晶体管25，如曲线74所示。检测电路66监测电压65的值。在禁用晶体管25之后，如果晶体管25正常运行，则电压值65的值增加到大于第一诊断阈值，从而电路66使信号67失效。相应地，在节点26处的电压可降低到小于如在t3时刻和t4时刻之间所示的相应第二诊断阈值。控制电路69接收信号67的失效状态和IGBT 22的失效状态(诸如驱动信号32)，并相应地使信号70失效以允许诸如通过触发器信号启用IGBT 22。另外，响应于信号67的失效状态，控制电路69使信号71失效以允许驱动器63重新启用晶体管25，如曲线74在t4时刻所示。

假设在t5时刻，启用晶体管25，禁用IGBT 22，并且晶体管25发生故障。在一些实施方案中，响应于如曲线75在t5时刻所示的故障，节点26处的电压可增加。例如，如果晶体管25在短路状况下发生故障，则在节点26处的电压可增加。本领域技术人员将理解到，在一些实施方案中，这种增加可以很小，例如晶体管25的导通电阻可变得很小。在t6时刻，可使触发器(TG)信号生效以再次启用IGBT 22，如曲线72所示。在t7时刻，使触发器(TG)信号失效，并禁用IGBT 22。随后，电路69再次使高侧禁用信号71生效，以便测试晶体管25。在一个实施方案中，电路69可被配置成响应于接收IGBT 22失效控制信号而使信号71生效，诸如代表着驱动信号32的信号。驱动器63作为响应地禁用至晶体管25的驱动信号33，并禁用晶体管25，如在t8时刻所示。由于晶体管25的故障，即使禁用晶体管25，电压65的值也基本上没有增加。在一个替代实施方案中，节点26上的电压可基本上不降低。检测电路66检测到电压65的值不大于(或可替代地小于)第一诊断阈值的情况，或可替代地，节点26电压不小于第二诊断阈值电压的情况，从而使诊断故障信号67生效。响应于信号67的生效状态和驱动信号32的失效状态，控制电路69使信号70生效。电路62作为响应地使驱动禁用信号31生效，以防止触发器信号启用IGBT 22。保持信号70和71的生效状态，以延续晶体管25和IGBT 22的禁用状态，由此防止对电路60造成损坏。

图11的流程图80示出了选择性启用的开关装置(诸如晶体管25)故障检测方法的实施方案一部分的一些步骤。在步骤81，该方法确定负载开关(诸如IGBT 22)被禁用。在步骤82，该方法可包括在禁用IGBT 22的同时，选择性地禁用晶体管25。在禁用IGBT 22的同时，可短暂地禁用晶体管25，而不造成电路60操作的中断。在步骤83，该方法确定了响应于禁用晶体管25，电压65是否增加至不小于第一诊断阈值，或可替代地，节点26处的电压是否基本上没有下降。在步骤84，如果响应于禁用晶体管25而电压65基本上未增加，或可替代地，该电压小于诊断阈值电压，则该方法确定出晶体管25可出现故障，如步骤85所指出的那样。在步骤86，禁用晶体管25和IGBT 22以防止损坏电路60。本领域技术人员将理解到，在一个替代实施方案中，步骤86可仅禁用IGBT 22而不禁用晶体管25，因此，电路60可被配置成仅禁用IGBT 22而不禁用晶体管25，或者反之亦然。

如果在步骤84，电压65已增加到不小于第一诊断阈值或(可替代地)节点26电压已下降到小于第二诊断阈值，则该方法行进至步骤87，在此确定选择性启用的开关装置未发生故障。在步骤88，再次启用选择性启用的开关装置(诸如晶体管25)以继续正常操作。在步骤89，该方法继续等待另一信号，以启用负载开关(诸如IGBT 22)。

现在，参见图15，图15示意性地示出了检测电路90的一部分的实施方案示例，该电路可以是电路66的替代实施方案。电路90包括差分放大器91，其被配置成监测电压65的值。比较器92检测电压65的值是否超过代表诊断阈值的参考电压。

图16示意性地示出了停机控制电路315一部分的实施方案示例，该电路可以是电路62的替代实施方案(图9)。在一些实施方案中，电路315可类似于电路305(图13)，但电路315还包括或门316。或门316被插入在与门307和锁存器308之间。连接或门316的第一输入端以接收栅极307的输出，连接或门316的第二输入端以接收来自电路69的信号70(图9)。或门316的输出端被连接到锁存器308。

图17示意性地示出了驱动电路320的一部分的一个实施方案示例，该电路可以是电路63(图9)的替代实施方案。电路320包括电流源323、第一开关322、控制开关或第二开关325以及隔离电阻器321。在一个实施方案中，信号71可被配置成具有多个值或状态，这些值或状态可被配置成选择性地控制325，以在所示三个位置之间切换。例如，信号71可包括两个或更多个不同的信号线，这些信号线可形成多个数字状态，以选择性地控制开关325。例如，信号71可被配置成2位控制总线，以形成多个数字状态。开关325的一个实施方案可被配置成两个或更多个晶体管，这些晶体管由两个或更多个信号线的数字状态控制。在其他实施方案中，信号71可以是模拟信号，该模拟信号具有更多个值中的三个，以选择性地控制开关325。在启用晶体管25的正常操作中，信号38失效并且形成信号71，以具有值的第一状态。信号38的失效状态使开关322关闭，并将电流源323连接到节点326。信号71的第一状态或值允许开关325选择性地关闭节点326并选择性地将节点326(因而将电流源323)连接到晶体管25的栅极，以便提供驱动信号来启用晶体管25。在诊断操作模式中，信号38可保持失效，使得开关322处于关闭状态，同时将电流源323连接到节点326。然而，在诊断模式的至少一部分期间，电路69控制信号71。信号71的一个实施方案可包括第二状态或值，该第二状态或值选择性地控制开关325，以选择性地将晶体管25的栅极连接到节点26。当开关325连接到节点26时，晶体管25的栅极电压保持在禁用晶体管25的高电压。例如，开关325可被配置成响应于禁用晶体管25的信号71值的生效第二状态或值，将晶体管25的栅极连接到节点26或晶体管25的源极。或者，晶体管25可被配置成用于快速关机模式的节点26。

当开关325连接到底部端子时，晶体管25的栅极电压降低，并且电阻器321和晶体管25的栅极电容不形成滤波器。因此，可以很快启用晶体管25。例如，响应于诊断模式的结束(诸如在t4(图10)处所示)，电路320可被配置成将开关325连接到底部节点，以恢复节点26上的电压。一个实施方案可包括：信号71具有第三状态或值，该第三状态或值可被配置成选择性地将晶体管25的栅极连接到底部端子。

当开关325连接到中间端子并且启用开关322时，控制电流源323，以将晶体管25的栅极电压调低到足以启用但仍然大于接地电压。例如，电流源323可形成栅极电压，以基本上等于或仅略大于晶体管25的阈值电压。这可能是缩短晶体管25的禁用时间的一种方法。

图18示意性地示出了诊断电路330的一部分的一个实施方案示例，该电路可以是诊断电路69(图9)的替代实施方案。响应于IGBT 22的失效控制状态，电路330被配置成使信号71生效，以禁用晶体管25一定时间间隔，并且在该时间间隔后使信号71失效。电路330的一个实施方案可被配置成响应于晶体管25的故障状况，在该时间间隔后使信号67生效，并且被配置成响应地禁用IGBT 22并且任选地也禁用晶体管25。例如，如果在该时间间隔终止时信号67生效，则电路330使信号70生效，从而使电路62和电路24禁用IGBT 22并且再次使信号71生效(或保持生效)以禁用晶体管25。电路330包括定时器333，该定时器被配置成响应于接收指示IGBT 22的失效控制状态的信号，启动时间间隔。如果晶体管25正常运行，则将时间间隔的持续时间选择为足以允许电压65增加到不小于诊断阈值。定时器333具有连接到信号32或39或47其中之一的输入端，以便接收指示IGBT 22的失效控制状态的信号。在该时间间隔期间使定时器333的输出生效，否则使其失效。电路330包括与门331，该与门具有连接用于接收信号67的第一输入端，以及被配置成接收定时器333的输出的第二输入端。与门331的输出端连接用于形成信号70。电路330还包括或门332，该或门具有连接用于接收与门331的输出的第一输入端，以及连接用于接收定时器333的输出的第二输入端。或门332的输出端连接到信号71。

图19示意性地示出了点火器电路211的一部分的一个实施方案示例，该点火器电路的一个实施方案被配置成响应于IGBT短路(或者可选地存在引起电流大于第一阈值的短路状况)以及IGBT 22的失效控制状态，将直流电压源从IGBT 22解耦，诸如禁用晶体管25的非限制性示例。例如，电路211可包括功能类似于电路16(图1)的电路24、电路28、电路30、电路34的组合的电路。在一个实施方案中，电路210可被配置成响应于IGBT 22的生效控制状态以及电流超出第二阈值，将直流电压源从IGBT 22解耦，并且还响应于电流超出第一阈值以及IGBT 22的失效控制状态，将直流电压源从IGBT 22解耦。例如，电路210可包括功能类似于电路250(图4)的电路24、电路30、电路34、电路251的组合的控制电路。在另一个实施方案中，电路210可被配置成响应于电流超出第二阈值以及IGBT22的生效控制状态，将IGBT 22从直流电压源解耦，并且还响应于电流超出第一阈值或第二阈值以及IGBT 22的失效状态，将直流电压源解耦。例如，电路211可包括功能类似于电路250(图7)的电路24、电路30、电路34、电路251的组合的控制电路。电路210的另一个实施方案可被配置成响应于电流大于第二阈值而与IGBT 22的控制状态无关，将直流电压源从IGBT 22解耦。例如，电路211可包括功能类似于电路240(图8)的电路24、电路30、电路34、电路241的组合的控制电路。电路210还可包括诊断电路，该诊断电路被配置成确定晶体管25是否出故障，并且响应于故障状况而响应地禁用IGBT 22和晶体管25。例如，电路211可包括功能类似于电路60(图9)的电路24、电路41、电路62、电路63、电路66、电路69的组合的电路。

图20示出了形成于半导体管芯201上的半导体器件或集成电路200的实施方案的一部分的放大平面图。在一个实施方案中，点火器电路16、40、60、240或250中的任何一者都可在管芯201上形成。为了使图看起来简单，管芯201还可包括的其他电路未在图20中示出。可通过本领域技术人员熟知的半导体制造技术在管芯201上形成点火器电路16、40、60、240或250。

从上述所有内容可知，本领域技术人员应当理解，点火器电路的实施方案可包括：

输出端(诸如，输出端19)，其被配置用于耦接到点火线圈(诸如，线圈12)的初级侧；

电路(诸如，电路40)，其被配置成形成驱动信号(如作为非限制性示例的信号32)，以控制负载开关(诸如，IGBT 22)，从而控制流过负载开关的负载电流(诸如，电流23)。

选择性启用的开关(如作为非限制性示例的晶体管25)，其被配置成接收直流电压(诸如，来自输入端17的电压)，并且选择性地将直流电压耦接到内部节点(如作为非限制性示例的节点26或51)和输出端，或从内部节点和输出端解耦；

第一电路(诸如，电路16、电路24、电路40或电路60中的任一者)，其被配置成选择性地启用或禁用负载开关；

第二电路(例如，电路16、电路28、电路40、电路41或电路60中的任一者)，其被配置成监测通过负载开关的负载电流(诸如，电流23)并检测第一值不低于阈值的负载电流；以及

第三电路(例如，电路16、电路30、电路40、电路60或电路62中的任一者)，其被配置成响应于以下情况的组合而禁用选择性启用的开关和负载开关：第一电路形成信号(诸如，作为非限制性示例的驱动信号)以禁用负载开关，并且第二电路检测到负载电流不低于阈值。

一个实施方案可包括：点火器电路还可包括诊断电路(诸如，电路66和/或电路69中的一者或二者)，该诊断电路被配置成检测选择性启用的开关的故障(诸如，作为非限制性示例的短路故障)并响应地禁用负载开关。

另一个实施方案可包括：点火器电路还可包括诊断电路(诸如，电路66和/或电路69中的一者或二者)，该诊断电路被配置成响应于禁用负载开关而禁用选择性启用的开关，并且响应于在禁用选择性启用的开关时选择性启用的开关两侧的电压降大于诊断阈值，而禁用负载开关和选择性启用的开关。

一个实施方案可包括：第二电路可被配置成响应于信号的第一状态而选择性地将阈值设定为第一阈值，并且响应于信号的第二状态而将阈值设定为第二阈值。

在一个实施方案中，诊断电路还可被配置成响应于在禁用选择性启用的开关时选择性启用的开关两侧的电压降具有所述值，而禁用选择性启用的开关。

另一个实施方案可包括检测电路，该检测电路被配置成检测选择性启用的开关的输出端处的电压，并且响应地使开关故障信号生效，其中在禁用负载开关的时间间隔内，选择性启用的开关的输出端所具有的值小于诊断阈值。

检测电路的一个实施方案可包括放大器和比较器，放大器被配置成监测选择性启用的开关两侧的电压降，比较器被配置成将放大器的输出与参考值进行比较。

诊断电路的一个实施方案可包括诊断控制器电路，该诊断控制器电路被配置成形成时间间隔，并响应于该时间间隔期满以及接收到开关故障信号的生效状态而禁用选择性启用的开关。

在一个实施方案中，诊断控制器电路可包括定时器电路，该定时器电路被配置成响应于负载开关的失效控制状态而启动时间间隔，诊断电路包括具有输出端的逻辑电路，该输出端响应于时间间隔期满以及选择性启用的开关的输出端处的电压不大于诊断阈值而被耦接，以禁用选择性启用的开关。

第三电路的一个实施方案可包括控制开关，该控制开关被配置成选择性地将选择性启用的开关的控制电极耦接到电流源或公共回复电压中的一者，以启用选择性启用的开关，或被配置成将控制端子耦接到选择性启用的开关的载流电极，以禁用选择性启用的开关。

本领域技术人员将理解，形成点火器电路的方法可包括：

配置点火器电路，以接收来自直流电压源的直流电压；

配置点火器电路，以选择性地启用第一开关(诸如，晶体管25)，从而将直流电压耦接到点火器电路的输出端(诸如，输出端19)，其中该输出端被配置用于耦接到点火线圈的初级侧；

配置点火器电路，以控制负载开关(如作为非限制性示例的开关22)的状态，从而控制流过负载开关的负载电流(诸如，电流23)；

配置点火器电路，以选择性地设定负载电流的阈值；

配置所述点火器电路，以响应于所述负载电流的值超出所述阈值而选择性地禁用所述负载开关；并且

配置所述点火器电路，以响应于检测所述第一开关的故障状况而选择性地禁用所述负载开关。

该方法的一个实施方案还可包括配置点火器电路，以响应于负载电流超出阈值而禁用第一开关。

该方法的一个实施方案可包括配置点火器电路，以响应于在禁用第一开关时第一开关两侧的电压值小于诊断阈值，而选择性地禁用负载开关。

该方法的一个实施方案可包括配置点火器电路，以选择性地禁用除负载开关之外的第一开关。

在一个实施方案中，该方法可包括，配置点火器电路以选择性地禁用负载开关包括配置诊断电路，以响应于负载开关的失效控制状态以及检测到第一开关的输出端上的电压值不大于诊断阈值而禁用第一开关。

该方法的一个实施方案可包括配置点火器电路，以响应于负载开关的生效控制状态或失效控制状态，而选择性地设定负载电流的阈值。

本领域技术人员还将理解，形成点火器电路的方法的一个实施方案可包括：

配置所述点火器电路，以启用第一开关，从而将直流电压源耦接到输出端，所述输出端被配置用于耦接到点火线圈的初级侧；

配置所述点火器电路，以控制负载开关，从而形成通过所述点火线圈的负载电流；并且

配置所述点火器电路，以确定所述第一开关的故障并响应地禁用所述负载开关。

在一个实施方案中，该方法还可包括配置点火器电路，以检测第一开关的输出端上的电压，其中在禁用第一开关的时间间隔内，该第一开关的输出端所具有的电压值不同于诊断阈值。

该方法的一个实施方案还可包括配置点火器电路，以禁用除第一开关之外的负载开关。

该方法的另一个实施方案可包括配置点火器电路，以检测第一开关两侧小于诊断阈值的电压降。

在一个实施方案中，该方法可包括点火器电路响应于时间间隔期满以及检测到第一开关两端的电压降小于诊断阈值，而禁用负载开关。

本领域技术人员将理解，形成点火器电路的方法可包括：

配置点火器电路，以从直流电压源(诸如，从可被配置成从源15接收电压的输入端17)接收直流电压；

配置点火器电路，以选择性地启用第一开关(如作为非限制性示例的晶体管25)，从而将直流电压耦接到点火器电路的输出端(诸如，输出端19)和电池电容器(诸如，电容器42)，其中该输出端被配置用于耦接到点火线圈的初级侧(例如，输出端19)；

将电池电容器耦接到第一开关的输出端(诸如，耦接到作为非限制性示例的晶体管25的漏极)；

配置点火器电路，以控制驱动信号(诸如，信号32)的状态，从而启用和禁用负载开关(如作为非限制性示例的开关22)，进而控制流过负载开关的负载电流(诸如，电流23)；

配置点火器电路，以响应于驱动信号的生效状态或失效状态，而选择性地设置阈值；并且

配置点火器电路，以响应于流过电池电容器的电流值超出阈值，而选择性地禁用负载开关和第一开关，并且配置点火器电路，以响应于负载电流不低于该阈值或另一阈值中的一者，而选择性地禁用负载开关和第一开关。

该方法的另一个实施方案可包括配置点火器电路，以响应于禁用负载开关而禁用第一开关，并且响应于第一开关两侧的电压值小于诊断阈值而禁用负载开关和第一开关。

在一个实施方案中，该方法还可包括配置点火器电路，以响应于当禁用第一开关时第一开关两侧的电压值小于诊断阈值，而选择性地禁用负载开关和第一开关。

本领域技术人员将理解，形成点火器电路的方法的另一个实施方案可包括：

配置点火器电路，以启用第一开关(如作为非限制性示例的晶体管25)，从而将直流电压源耦接到输出端(诸如，输出端19)，该输出端被配置用于耦接到点火线圈的初级侧；

配置点火器电路，以启用负载开关(如作为非限制性示例的IGBT22)，从而形成流过点火线圈的负载电流(诸如，电流23)；

配置点火器电路，以响应于负载电流超出阈值而禁用第一开关并将直流电压源从点火线圈解耦；并且

配置点火器电路，以实现以下情况其中之一：确定第一开关的短路状态并且响应地禁用负载开关，或者确定耦接到第一开关的电池电容器的短路状态并且响应地将直流电压源从点火线圈解耦。

该方法的另一个实施方案可包括配置点火器电路以禁用第一开关，还包括配置点火器电路以禁用负载开关。

鉴于上述全部内容，很明显公开了一种新颖的器件和方法。除了别的特征以外，所述内容包括形成点火器电路，其包括保护点火器电路的结构和方法。形成点火器电路以检测选择性启用的开关和/或负载开关的短路状况，有助于保护点火器电路以免出现负载开关故障。配置点火器电路以检测直流电源短路并将负载开关从直流电源解耦，同样有助于保护点火器电路。配置点火器电路以检测流过负载开关的电流的值增大超出阈值并响应地将负载开关从直流电压源解耦或基本上断开，有助于保护点火器电路。配置点火器电路以检测电池电容器和/或VCC电容器中的短路，同样可保护点火器电路以免出现电容器(诸如，设置在电源和公共回路之间的电容器)故障。配置点火器电路以检测流过电池电容器的电流的值增大超出阈值并响应地使电容器从直流电压源解耦或基本上断开，同样有助于保护点火器电路。配置点火器电路以检测选择性启用的开关的短路状况并响应地禁用负载开关(并且在一些实施方案中禁用选择性启用的开关)，同样为点火器电路和/或系统提供了保护作用。

虽然通过特定优选的实施方案和示例性实施方案描述了本说明书的主题，但本说明书的前述附图和描述仅仅描绘了主题的实施方案的典型非限制性示例，因此并不将前述附图和描述视为限制其范围，对本领域技术人员而言，许多备选方案和变型都将是显而易见的。本领域技术人员应当理解，系统10和电路16、电路40、电路60、电路240和电路250的示例性形式，被用作媒介物来说明检测负载开关、电容器和选择性启用的开关器件中的故障的操作方法。除附图中所示的实施方案之外，电路16、电路40、电路60、电路240或电路250中的任一电路可通过各种其他实施方案进行配置，只要电路能够检测所述短路并选择性地禁用选择性启用的开关器件，并且/或者检测电池电容器或VCC电容器的短路状况并选择性地禁用选择性启用的开关器件，并且/或者检测选择性启用的开关器件的短路状况并响应地禁用负载开关(并且/或者在一些实施方案中禁用选择性启用的开关)。

如下文的诸项权利要求所反映，本实用新型的各方面具有的特征可少于前文公开的单个实施方案的所有特征。所以，下文表述的诸项权利要求特此明确地并入具体实施方式中，且每项权利要求本身都代表本实用新型的独立实施方案。此外，尽管本文描述的一些实施方案包含其他实施方案中包含的一些特征，却未包含其中包含的其他特征，但本领域技术人员应当理解，不同实施方案的特征的组合意在属于本实用新型的范围，而且意在形成不同的实施方案。