电流限制系统和方法

电流限制系统和方法
【专利摘要】所呈现的系统和方法可以促进电子系统中的高效的开关和保护。系统可以包括：可操作为接收信号的输入；可配置为在包括低电阻的第一模式中操作的可调部件，并且该部件可配置为在包括电流限制操作的第二模式中操作，在电流限制操作中第二模式在对第一模式中的操作来说非安全的情况下使能继续操作；以及可操作为发送信号的输出。可调部件可配置为如果在第一模式或第二模式之一中操作不安全则关闭。第一模式可以包括具有相对低的漏极到源极导通电阻的相对大的部件配置。利用第二模式中的小部件配置可以包括与在第二模式中的大部件配置相比相对增大的栅源电压。
【专利说明】 电流限制系统和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求享有于2012年4月20日提交的、题为CURRENT LIMITING SYSTEMS ANDMETHODS的61/687，224号临时申请(代理人案号VISH8813R)的权益和优先权，其通过引用并入本文。

【技术领域】
[0003]本发明涉及电子系统和方法。更具体地，本发明涉及电子系统和方法中的电流保护。

【背景技术】
[0004]电子系统和电路已经对现代社会的进步作出了重大贡献，并且用在大量的应用中以取得有利的结果。在电子系统和电路中控制电压和电流通常非常重要，未能适当控制电压和电流可能是有害的。尤其地，过载或短路情况可具有不利影响。与过载或短路情况相关联的不利影响可以包括过热或温度问题。然而，传统的在控制电流方面的尝试在防止损坏方面可能是无效的，并且常常引入其他不良影响或副作用。
[0005]一些传统的电流控制方法尝试实现电流限制。图1是示例性传统系统的示意图。电流限制是越来越多地尝试于各种开关应用中的特征。为了源(例如电源等)和负载这二者的良好保护，应当尽可能快地启用(engage)保护措施。当电路检测到过载或短路情况时，传统的保护方法通常尝试关闭经受过载或短路情况的器件或系统。关闭器件的常规方法可以提供过载保护。然而，关闭器件或系统通常具有中断器件或系统的利用的不良副作用。
[0006]传统的电流限制方法通常引起许多问题。由于当操作为处于导通状态(Rds-导通，Rds-on)的开关时晶体管的漏极和源极之间的非常低的导通电阻的优势，常常希望器件被设计为具有高的跨导。然而，当器件在电流限制模式中操作时，高跨导(gm)可以被转化为低的栅源(gate-to-source)电压。在该操作区域(例如低VGS以及高VDS等)，功率器件通常对由于温度升高而造成的阈值电压减小展现出提高的或最大的敏感性。因为局部温度升高造成阈值电压减小，减小的阈值电压随后导致附加的增大的电流，增大的电流造成温度的进一步升高，因此正的有害反馈效应常常发生。该正反馈通常导致热崩溃(thermalrunaway),在其中MOSFET的局部区域被损坏。结果，当进入到传统电流限制模式中时，功率器件很容易被损坏。一些常规方法尝试利用具有受限或不利特性(例如无效或降低的性能特性、欠佳的增益特性)的部件。


【发明内容】

[0007]所呈现的系统和方法可以促进电子系统中高效和有效的开关和保护。为了克服和减少传统方法的许多缺点，所呈现的系统和方法促进实现正常操作情形下有利的低电阻操作，并且还促进减少另外与电流限制情形相关联的不利影响。该系统和方法使能动态的和灵活的调整以用于不同模式中的操作(例如正常模式、电流限制模式等)。在一个实施例中，正常模式使能低电阻操作，并且电流限制模式使能具有最小热崩溃或没有热崩溃的电流保护。在一个示例性实现方案中，该系统和方法实现器件(例如功率器件、负载开关等)中所包括的MOSFET当在电流限制模式中操作时栅源电压有效增大，并且栅源电压的增大将MOSFET的操作情况移动到热崩溃减小或不再发生热崩溃的区域。
[0008]在一个实施例中，系统包括:能够操作以接收信号的输入部件；耦连到输入部件的可调部件，可调部件能够配置以操作在包括低电阻的第一模式中，并且可调部件能够配置以操作在包括电流限制操作的第二模式中，在电流限制操作中第二模式在对第一模式中的操作来说非安全的情况下使能继续操作；以及能够操作以发送(forward)信号的输出部件。可调部件能够配置为在情况对于在第一模式和第二模式之一中操作来说变得不安全时关闭。在一个实施例中，相对大的部件配置在第一模式中被激活，并且相对小的部件配置在第二模式中被激活。第一模式可以包括与第二模式相比相对低的漏极到源极导通电阻。与在第二模式中利用相对大的部件配置的尝试相比，在第二模式中利用相对小的部件配置可以包括相对增大的栅源电压。
[0009]在一个实施例中，系统包括可调部件和控制部件。控制部件可以包括:耦连到输入部件的放大器；耦连到放大器的第一电阻和第二电阻，耦连到放大器的控制晶体管；耦连到放大器的敏感晶体管；以及耦连到放大器的开关。可调部件可以包括:耦连到放大器的小晶体管部件和耦连到开关的大晶体管，其中大晶体管部件相对于小晶体管部件相对较大。电流源可以耦连到第一电阻器。敏感晶体管、小晶体管部件和大晶体管部件可以共享漏极连接。敏感晶体管和小晶体管的栅极可以相互耦连。放大器是包括在控制回路(loop)中的误差放大器。在一个示例性实现方案中，开关在正常操作期间是关闭的，并且开关将大晶体管部件的栅极连接到敏感晶体管和小晶体管部件的栅极。如果检测到过流情况，开关可以打开，断开大晶体管部件与小晶体管部件和敏感晶体管的连接，同时控制晶体管可以打开并且将大晶体管部件的栅极短接到输入部件。小晶体管部件和敏感晶体管的栅极可以被管制以支持指定的电流限制等级(level)。

【专利附图】

【附图说明】
[0010]并入到说明书并形成说明书的一部分的附图以示例而非限制的方式示出本发明的实施例。除非特别指出，否则说明书中所涉及的附图应被理解为不按比例绘制。
[0011]图1是示例性传统系统的框图。
[0012]图2是根据本发明的一个实施例的示例性系统的框图。
[0013]图3是根据本发明的一个实施例的另一个示例性系统的框图。
[0014]图4是根据本发明的一个实施例的再一个示例性系统的框图。
[0015]图5是根据本发明的一个实施例的保护方法的框图。
[0016]图6是根据本发明的一个实施例的示例性配置过程的框图。

【具体实施方式】
[0017]现在将对本发明的优选实施例做出详细参考，其示例在附图中示出。虽然将结合优选实施例对本发明进行描述，但是将理解它们不意在将本发明限制在这些实施例中。相反，本发明意在覆盖可能包括在如附随的权利要求所限定的本发明的精神和范围内的替换、修改和等同物。此外，在本发明的以下详细描述中，阐述大量的具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，对本领域普通技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。在其他情况下，未对已知的方法、过程、部件和所分析的控制部件进行详细描述，以避免对本发明的方面造成不必要的遮蔽。
[0018]所呈现的系统和方法可以促进电子系统中的高效开关和保护。在一个实施例中，当过流或短路情况发生时，配置调整使部件能够继续以对应用来说安全的较高的预定义的电流等级进行操作，而不是立即完全切断器件的电源。在一个示例性实现方案中，只要情况保持在对电流限制模式来说安全的区域，器件就可以继续在电流限制模式中操作，直到消除或解决过流或短路情况。如果在电流限制模式中出现不安全的情形(例如，即使在电流限制模式中裸片(die)温度仍超过某一等级，过流的增加太大，等等)，则功率器件可以被完全关闭。
[0019]图2是根据本发明的一个实施例的示例性系统200的框图。在一个实施例中，系统200使能高效的开关(例如，当开关打开时采用最小电压降控制电流传输(delivery),当开关关闭时阻止电流传输)，与此同时以有效方式保护免受有害的电流等级(例如过载电流、短路等)，包括避免热崩溃情况。系统200包括控制部件210和可调部件220。控制部件210耦连到可调部件220。
[0020]系统200的部件协同操作以使能高效开关和电流保护。可调部件220可以动态改变各种特性，包括在对不同特性下(例如低电阻特性、电流限制特性、偏压特性、栅源电压特性、操作区域、大小(size)等)的操作来说非安全的情况下使能继续操作的特性。在一个实施例中，可调部件220可以在正常模式配置和电流限制模式配置之间动态改变。正常模式配置可以包括低电阻特性。电流限制模式配置可以包括电流保护和热崩溃保护。在一个实施例中，电流保护特性处理有害或不利的电流情况，而热崩溃保护特性减轻或避免易受热崩溃影响的情况。控制部件210促进对可调部件220所进行的调整的控制或发起。
[0021]将理解的是，可调部件220可以包括各种实现方案。当在正常模式中操作时，可以以第一配置对可调部件220进行配置。在一个实施例中，第一配置包括在导通状态(Rds-on)下漏极和源极之间的低电阻特性。当在电流限制模式中操作时，可以以第二配置对可调部件220进行配置。在一个实施例中，第一配置包括第一晶体管配置(例如大晶体管配置等)，并且第二配置包括第二晶体管配置(例如小晶体管配置等)。在一个实施例中，在电流限制模式中的第二配置可以包括相对于在电流保护模式中第一配置的栅源电压增大的栅源电压特性。在一个示例性实现方案中，在电流保护模式中的第二部件配置(例如相对小的等)具有相对于在电流保护模式中的第一部件配置(例如相对大的等)增大的栅源电压特性。
[0022]可调部件220的特性可以与包括在可调部件220中的部件的配置或大小(size)相对应。在一个实施例中，可调部件220包括第一晶体管配置和第二晶体管配置。第一晶体管配置可以包括第一大晶体管配置，并且第二晶体管配置可以包括第二小晶体管配置。在一个实施例中，第一大晶体管配置相对于第二小晶体管配置相对较大。在一个示例性实现方案中，大晶体管配置可以比小晶体管配置大两倍或更多倍。在采用3安培电流限制的一个示例性实现方案中，大配置对小配置的大小比例可以是1:10、1:20等(例如，小配置是大配置大小的1/10、1/20等)。在采用300毫安电流限制的一个示例性实现方案中，大配置对小配置的大小比例可以是1:50、1:100等(例如，小配置是大配置大小的1/50、1/100等)。在一个实施例中，栅极区域阈值可以是1.7到3伏特。在一个实施例中，Vds可以大于15伏特。
[0023]在一个实施例中，在正常操作期间(例如没有不合理的不利情况，没有过载情况，没有短路情况等)，大的部分(sect1n)或配置是打开的并且实现低Rds-on。当电路在电流限制情况或电流限制模式中操作时，器件的大的部分或配置是关闭的，小的部分或配置是打开的并且“承载(carry)”电流。由于其较小的大小，所以器件的小的部分或配置利用较大或较高的栅源电压来实现期望的电流限制值。在一个实施例中，较小的配置可以使器件能够以比大配置更高的电流处于更安全的操作区域。在一个示例性实现方案中，作为较大栅源电压的结果，较小器件较为不易受到另外与在电流限制模式中操作相关联的各种不利影响(例如热崩溃、局部烧毁或损坏等)。
[0024]可以对第一大晶体管配置设置大小以使能第一期望特性(例如低电阻等)，并且可以对第二小晶体管配置设置大小以在将对第一大晶体管配置引起第二不良特性的情况下使能操作。在一个实施例中，在特定情况(例如电流等级、电压等级等)下的操作可能对大晶体管(例如在不稳定区域、热崩溃区域的操作等)来说是不可取的，而在特定情况下的操作对第二小晶体管来说是可接受的。在一个示例性实现方案中，小晶体管配置的特性(例如增大的栅源电压等)可以使能在将另外对第一大晶体管配置引起第二不良特性的情况下可接受的继续操作。
[0025]在一个实施例中，控制部件210控制可调部件220的特性的改变。将理解控制部件210可以包括各种实现方案。控制部件210可以包括控制回路。控制部件210可以包括敏感部件。在一个实施例中，控制部件210配置为检测不利的电流情况(例如过载情况、短路情况等)，并且指导可调部件220的配置改变以保护免受不利的电流情况。对于控制大的或小的部分或配置，各种技术都是可能的。系统包括敏感FET，其由控制回路所使用以用于电流的更精确监控。然而，敏感FET不是必备条件，并且控制回路不是必备条件，在一些实施例中不必要包括它们。
[0026]将理解的是，可以以各种方法来实现相对大的和小的配置。在一个示例性实现方案中，在大的部分或配置打开的同时小的部分或配置可以关闭。在另一个示例性实现方案中，在大的部分或配置打开的同时，小的部分或配置也可以打开。在一个实施例中，在功率器件上存在两个独立的栅极控制部分，但是源极和漏极连接是共享的。可以以相互交叉(interdigitate)的方式来设计功率器件的小的和大的部分或配置。在一个实施例中，可以设计相互交叉的方式，这样，当功率器件的仅一部分在承载电流时发生最小的热熔性(thermal heating)。
[0027]将理解的是，可以以采用各种特征的各种配置来灵活地实现所呈现的系统和方法。所呈现的系统和方法还可以在要求低Rds的情况下改进保护电路的响应时间。在一个示例性实现方案中，当功率器件的仅小的部分在承载电流时，由于减小的栅极电容负载，电流限制控制回路更快。另外，器件还可被有利地分成两个以上的部分或配置。多个部分或配置可以实现或提供对在不同操作模式中的栅源电压的更好控制。在一个实施例中，器件分割或不同的配置可以在开关的不同操作模式中提供优势，像在启动期间当器件的仅部分可能被使用时同时将输出电容充电到输入电压。
[0028]将理解的是，可以以各种应用来容易地实现所呈现的系统和方法。可能的实现方案还可以包括不同大小的独特(distinct)功率器件的使用，以及功率器件与整个系统的单片集成。将理解的是，可以以各种器件或开关(例如负载开关、电源开关等)来实现该系统和方法。
[0029]图3是根据本发明的一个实施例的示例性系统300的框图。系统300包括输入部件310、输出部件302、电阻311和312、电流源321、放大器322、开关323、控制晶体管331、敏感晶体管332、小晶体管部件333和大晶体管部件334。放大器322耦连到电阻器311和312、电流源321、放大器322、开关323和晶体管331、332和333。开关323耦连到晶体管334，晶体管334耦连到输入301和输出302。在一个实施例中，输入部件301、输出部件302、电阻311和312、电流源321、放大器322、开关323、控制晶体管331、敏感晶体管332包括在控制部件(例如类似于控制部件210)中，并且小晶体管部件333和大晶体管部件334包括在可调部件(例如类似于可调部件220)中。
[0030]系统300的部件协同操作以使系统300能够被配置在正常模式和电流限制模式中。在一个实施例中，大晶体管部件334在第一大晶体管配置中被激活或打开，并且小晶体管部件333在第二小晶体管配置中被激活。大晶体管部件334可以在第二小晶体管配置中关闭。在一个示例性实现方案中，小晶体管在正常模式中被停用(deactivate)或关闭。在一个示例性实现方案中，小晶体管在正常规范中被激活或打开。晶体管332、333和334可以是P-沟道金属氧化物半导体(PMOS)场效应晶体管(FET)。大晶体管334相对于小晶体管333是主要的或相对大的FET，小晶体管333相对于大晶体管334是相对小的FET (例如，小晶体管333是大晶体管334的1/10、1/2、1/100等)，并且敏感晶体管332是敏感FET。在一个实施例中，三个晶体管332、333和334共享相同的漏极连接(例如，漏极到输出部件302等)，晶体管332和333的栅极相互耦连。在一个示例性实现方案中，放大器322是控制回路的误差放大器。
[0031]在一个实施例中，电阻311和312、电流源321、以及敏感晶体管332和小晶体管333之间的比例设置电流限制等级阈值。在正常操作期间开关323关闭，这连接了大晶体管334的栅极与敏感晶体管332和小晶体管333的栅极。在一个示例性实现方案中，当检测到过流情况时，开关323打开，断开大晶体管334与小晶体管333和敏感晶体管332的连接。控制晶体管331打开并将大晶体管334的栅极短接到输入部件301。控制回路管制小晶体管333和敏感晶体管332的栅极以支持所要求的或所指定的电流限制等级。将理解的是，系统300的部件可以包括各种部件实现方案(例如电阻312可以是可变电阻部件，电流源321可以是可调电流源等)。
[0032]图4是根据本发明的一个实施例的示例性系统400的框图。在一个实施例中，系统400类似于系统200。系统400包括输入部件401、输出部件402、电阻411和412、电流源421、放大器422、开关423、控制晶体管431、敏感晶体管432和435、小晶体管433和大晶体管434。放大器422耦连到电阻411和412、电流源421、放大器422、开关423以及晶体管431、432和433。开关423耦连到晶体管434和晶体管435，晶体管435耦连到输出402。在一个实施例中，输入部件401、输出部件402、电阻器411和412、电流源421、放大器422、开关423、控制晶体管431、敏感晶体管432和435包括在控制部件(例如类似于控制部件210)中，并且小晶体管部件433和大晶体管部件434包括在可调部件(例如类似于可调部件220)中。
[0033]系统400的部件协同操作以使系统400能够被配置在正常模式和电流限制模式中。在一个实施例中，大晶体管部件434在第一大晶体管配置中被激活或打开，并且小晶体管部件433在第二小晶体管配置中被激活。在一个实施例中，敏感晶体管435促进对电流情况的精细感应。
[0034]图5是根据本发明的一个实施例的保护方法的框图。
[0035]在框500中，实施电流监控过程。在一个实施例中，电流监控过程检测过载或短路情况。在一个示例性实现方案中，在电流监控过程中利用敏感FET和控制回路。
[0036]在框520中，实施配置过程，在其中一个配置在对另一个配置来说非安全的情况下使能继续操作。一个配置或另一个配置的实现方案基于在框510中的电流监控过程的结果。在一个实施例中，一个配置包括与另一个配置相比在允许电流通过时相对低的电阻。在一个实施例中，一个配置包括相对于另一个配置增大的栅源电压情况。在一个示例性实现方案中，与包括相对小的部件的正常配置相比，包括相对大的部件的正常配置在允许电流通过时具有相对低的电阻。在一个示例性实现方案中，相对于包括相对大的部件的电流保护配置，包括相对小的部件的电流保护配置具有增大的栅源电压情况。将理解的是，可以存在各种配置过程。
[0037]图6是根据本发明的一个实施例的示例性配置过程600的框图。在一个实施例中，配置过程600是在框520中所实施的配置过程的一个示例性实现方案。
[0038]在框610中，将部件配置为在第一模式(例如正常模式等)中操作，在该模式中激活或实现相对大的部件配置。第一模式(例如正常模式等)可以包括与第二模式(例如电流保护模式等)相比低的电阻配置或操作。在一个示例性实现方案中，当在第一模式中操作时，存在低的漏极到源极导通电阻(Rds-on)。
[0039]在框620中，配置为第二模式(例如电流保护模式等)中操作，在该模式中激活或实现相对小的部件配置。第二模式(例如电流保护模式等)可以包括电流限制操作。与在电流保护模式中利用相对大的部件配置的尝试相比，电流保护模式的相对小的部件配置可以包括相对增大的栅源电压。在一个实施例中，增大的栅源电压将相对小的部件配置的操作移动到具有减小的热崩溃倾向的特性的区域。
[0040]在框630中，器件的部件经配置用于在第三模式中的操作，第三模式包括减小到器件的至少一些部件中的电流。在一个实施例中，第三模式关闭部件或阻塞电流流动以减轻或处理过流或短路情况。
[0041]因此，所呈现的系统和方法可以促进高效的开关和电流保护。在一个实施例中，正常模式使能低电阻操作，并且电流限制模式使能有最小的热崩溃或没有热崩溃的电流保护。当过流或短路情况发生时，电流限制模式中的配置调整可以安全地使能以大于预定义的电流等级的继续操作，而不是立即完全切断器件的电源，并且如果在电流限制模式中出现不安全的情形，电流可以被完全阻塞或关闭。
[0042]详细描述的部分依据方法加以呈现和讨论。虽然在本文描述该方法的操作的图中公开其步骤和排序，但是这类步骤和排序是示例性的。实施例可以很好地适合于实施各种其他步骤或本文图的流程图中所述的步骤的变化，并且以不同于本文所描绘和描述的顺序来实施。
[0043]详细描述的其他部分依据程序、步骤、逻辑块、处理、以及可在计算机存储器内实施的对数据位的操作的其他符号表征加以呈现。这些描述和表征是数据处理领域的技术人员所使用的手段，用以将他们的工作实质最有效地传达给本领域的其他技术人员。在此处，程序、计算机执行的步骤、逻辑块、过程等通常被构思为导致期望结果的自相一致的一系列步骤或指令。步骤包括物理量的物理操作。虽然不是必须的，但是这些量通常采用能够被存储、转移、组合、比较以及在计算机系统中在其他方面被操作的电、磁、光或量子信号的形式。主要由于普遍使用的原因，其有时已被证明便于将这些信号参考为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等等。
[0044]然而，应该记住，所有这些和类似的术语都与合适的物理量相关联并且仅是应用于这些量的便利标签。除非特别陈述，否则如从下面的讨论中显而易见的，将理解，贯穿全文，利用诸如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”、“显示”、“访问”、“写入”、“包括”、“存储”、“传输”、“穿过”、“关联”、“识别”等等的术语的讨论指代计算机系统或类似电子计算设备的动作和处理，其将表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据操作和变换为其他数据，所述其他数据类似于表示为计算机系统存储器或寄存器或其他这类信息存储、传输或显示设备内的物理量。
[0045]一些实施例可以在可由一个或多个计算机或其他设备来执行的计算机可执行指令的通用环境中描述，诸如程序模块。一般地，程序模块包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，其实施特定任务或实现特定抽象数据类型。典型地，程序模块的功能性可以在各实施例中如所期望的加以组合或分布。
[0046]已经呈现本发明的具体实施例的前述描述用于示例和描述。它们不意在面面俱到或将本发明限制到所公开的精确形式，并且明显地，鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理和其实践应用，从而使本领域的其他技术人员能够最好地利用本发明和采用如适合于预期的特定使用的各种修改的各实施例。意在的是，本发明的范围通过附随到此处的权利要求及其等同物来限定。
[0047]本文至少公开了以下内容:所呈现的系统和方法可以促进电子系统中的高效的开关和保护。系统可以包括:可操作为接收信号的输入；可配置为在包括低电阻的第一模式中操作的可调部件，并且该部件可配置为在包括电流限制操作的第二模式中操作，在电流限制操作中第二模式在对第一模式中的操作来说非安全的情况下使能继续操作；以及可操作为发送信号的输出。可调部件可配置为如果在第一模式或第二模式之一中操作不安全则关闭。第一模式可以包括具有相对低的漏极到源极导通电阻的相对大的部件配置。利用第二模式中的小部件配置可以包括与在第二模式中的大部件配置相比相对增大的栅源电压。
[0048]概念
[0049]本文至少公开以下概念:
[0050]概念1.一种系统，包括:
[0051]输入部件，所述输入部件能够操作以接收信号；
[0052]可调部件，所述可调部件耦连到所述输入部件，所述可调部件能够配置以操作在:
[0053]第一模式中，所述第一模式包括低电阻；以及
[0054]第二模式中，所述第二模式包括电流限制操作，在所述电流限制操作中所述第二模式在对所述第一模式中的操作来说非安全的情况下使能继续操作；以及
[0055]输出部件，所述输出部件耦连到所述可调部件，所述输出部件能够操作以发送信号。
[0056]概念2.根据概念I所述的系统，其中所述可调部件能够配置为在情况对于在所述第一模式和所述第二模式之一中操作来说变得不安全时关闭。
[0057]概念3.根据概念I所述的系统，其中相对大的部件配置在所述第一模式中被激活。
[0058]概念4.根据概念I所述的系统，其中相对小的部件配置在所述第二模式中被激活。
[0059]概念5.根据概念I所述的系统，在所述系统中所述第一模式包括与所述第二模式相比相对低的漏极到源极导通电阻。
[0060]概念6.根据概念I所述的系统，在所述系统中所述第二模式包括相对小的部件配置，与在所述第二模式中利用相对大的部件配置的尝试相比，所述相对小的部件配置具有增大的栅源电压。
[0061]概念7.根据概念I所述的系统，进一步包括控制部件，其中所述控制部件包括:
[0062]放大器，所述放大器耦连到所述输入部件；
[0063]第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻耦连到所述放大器；
[0064]电流源，所述电流源耦连到所述第一电阻；
[0065]控制晶体管，所述控制晶体管耦连到所述放大器；
[0066]敏感晶体管，所述敏感晶体管耦连到所述放大器；以及
[0067]开关，所述开关耦连到所述放大器；以及
[0068]其中所述可调部件包括:
[0069]小晶体管部件，所述小晶体管部件耦连到所述放大器；以及
[0070]大晶体管部件，所述大晶体管部件耦连到所述开关，其中所述大晶体管部件相对于所述小晶体管部件相对较大。
[0071]概念8.根据概念7所述的系统，其中所述敏感晶体管、所述小晶体管部件、所述大晶体管部件共享漏极连接，所述敏感晶体管和小晶体管的栅极相互耦连。
[0072]概念9.根据概念7所述的系统，其中所述放大器是控制回路的误差放大器。
[0073]概念10.根据概念7所述的系统，其中所述开关在正常操作期间是关闭的，并且所述开关将所述大晶体管部件的栅极连接到所述敏感晶体管的栅极和所述小晶体管部件的栅极。
[0074]概念11.根据概念7所述的系统，其中如果检测到过流情况，所述开关打开，断开所述大晶体管部件与所述小晶体管部件和所述敏感晶体管的连接，同时所述控制晶体管打开并且将所述大晶体管部件的栅极短接到所述输入部件；以及所述小晶体管部件的栅极和所述敏感晶体管的栅极被管制以支持指定的电流限制等级。
[0075]概念12.—种保护方法，包括:
[0076]实施电流监控过程；
[0077]实施配置过程，在所述配置过程中一个配置在对于另一个配置中的操作来说非安全的情况下使能继续操作，其中所述一个配置和另一个配置的实现基于所述电流监控过程的结果。
[0078]概念13.根据概念12所述的保护方法，其中所述配置过程包括:
[0079]配置器件的部件以在正常模式中操作，在所述正常模式中激活或实现相对大的部件配置；
[0080]配置器件的部件以在电流保护模式中操作，在所述电流保护模式中激活或实现相对小的部件配置；以及
[0081]配置器件的部件用于在第三模式中的操作，所述第三模式包括减小到所述器件的至少一些部件中的电流。
[0082]概念14.根据概念13所述的保护方法，其中所述大的部件配置当处于导通状态(Rds-on)时采用与所述第二模式相比相对低的漏极到源极导通电阻加以实现。
[0083]概念15.根据概念13所述的保护方法，其中所述相对小的部件配置包括与在所述电流保护模式中利用所述相对大的部件配置相比相对增大的栅源电压。
[0084]概念16.根据概念15所述的保护方法，其中所述增大的栅源电压将所述相对小的部件配置的操作移动到具有减小的热崩溃倾向的特性区域。
[0085]概念17.—种系统，包括:
[0086]可调部件，所述可调部件能够配置为动态改变各种特性，包括改变在对不同特性下的操作来说非安全的情况下使能继续操作的特性；以及
[0087]控制部件，所述控制部件控制所述可调部件的特性改变。
[0088]概念18.根据概念17所述的系统，其中所述可调部件能够在正常模式配置和电流限制模式配置之间动态改变，在其中所述正常模式配置包括低电阻特性，并且所述电流限制模式配置包括有害电流保护和热崩溃保护。
[0089]概念19.根据概念17所述的系统，其中所述控制部件包括控制回路和敏感部件，并且所述控制部件经配置为检测不利的电流情况并引导所述可调部件的配置改变以保护免受所述不利的电流情况。
[0090]概念20.根据概念17所述的系统，其中所述可调部件配置中的至少一些配置包括相互交叉的设计。
【权利要求】
1.一种系统，包括: 输入部件，所述输入部件能够操作以接收信号； 可调部件，所述可调部件耦连到所述输入部件，所述可调部件能够配置以操作在: 第一模式中，所述第一模式包括低电阻；以及 第二模式中，所述第二模式包括电流限制操作，在所述电流限制操作中所述第二模式在对所述第一模式中的操作来说非安全的情况下使能继续操作；以及 输出部件，所述输出部件耦连到所述可调部件，所述输出部件能够操作以发送信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述可调部件能够配置为在情况对于在所述第一模式和所述第二模式之一中操作来说变得不安全时关闭。
3.根据权利要求1所述的系统，其中相对大的部件配置在所述第一模式中被激活。
4.根据权利要求1所述的系统，其中相对小的部件配置在所述第二模式中被激活。
5.根据权利要求1所述的系统，在所述系统中所述第一模式包括与所述第二模式相比相对低的漏极到源极导通电阻。
6.根据权利要求1所述的系统，在所述系统中所述第二模式包括相对小的部件配置，与在所述第二模式中利用相对大的部件配置的尝试相比，所述相对小的部件配置具有增大的栅源电压。
7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括控制部件，其中所述控制部件包括: 放大器，所述放大器耦连到所述输入部件； 第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻耦连到所述放大器； 电流源，所述电流源耦连到所述第一电阻； 控制晶体管，所述控制晶体管耦连到所述放大器； 敏感晶体管，所述敏感晶体管耦连到所述放大器；以及 开关，所述开关耦连到所述放大器；以及 其中所述可调部件包括: 小晶体管部件，所述小晶体管部件耦连到所述放大器；以及 大晶体管部件，所述大晶体管部件耦连到所述开关，其中所述大晶体管部件相对于所述小晶体管部件相对较大。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述敏感晶体管、所述小晶体管部件、所述大晶体管部件共享漏极连接，并且所述敏感晶体管和小晶体管的栅极相互耦连。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述放大器是控制回路的误差放大器。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述开关在正常操作期间是关闭的，并且所述开关将所述大晶体管部件的栅极连接到所述敏感晶体管的栅极和所述小晶体管部件的栅极。
11.根据权利要求7所述的系统，其中如果检测到过流情况，所述开关打开，断开所述大晶体管部件与所述小晶体管部件和所述敏感晶体管的连接，同时所述控制晶体管打开并且将所述大晶体管部件的栅极短接到所述输入部件；以及所述小晶体管部件的栅极和所述敏感晶体管的栅极被管制以支持指定的电流限制等级。
12.—种保护方法，包括: 实施电流监控过程； 实施配置过程，在所述配置过程中一个配置在对于另一个配置中的操作来说非安全的情况下使能继续操作，其中所述一个配置和另一个配置的实现基于所述电流监控过程的结果O
13.根据权利要求12所述的保护方法，其中所述配置过程包括:配置器件的部件以在正常模式中操作，在所述正常模式中激活或实现相对大的部件配置； 配置器件的部件以在电流保护模式中操作，在所述电流保护模式中激活或实现相对小的部件配置；以及 配置器件的部件用于在第三模式中的操作，所述第三模式包括减小到所述器件的至少一些部件中的电流。
14.根据权利要求13所述的保护方法，其中所述大的部件配置当处于导通状态(Rds-on)时采用与所述第二模式相比相对低的漏极到源极导通电阻加以实现。
15.根据权利要求13所述的保护方法，其中所述相对小的部件配置包括与在所述电流保护模式中利用所述相对大的部件配置相比相对增大的栅源电压。
16.根据权利要求15所述的保护方法，其中所述增大的栅源电压将所述相对小的部件配置的操作移动到具有减小的热崩溃倾向的特性的区域。
17.—种系统,包括: 可调部件，所述可调部件能够配置为动态改变各种特性，包括改变在对不同特性下的操作来说非安全的情况下使能继续操作的特性；以及 控制部件，所述控制部件控制所述可调部件的特性改变。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述可调部件能够在正常模式配置和电流限制模式配置之间动态改变，在其中所述正常模式配置包括低电阻特性，并且所述电流限制模式配置包括有害电流保护和热崩溃保护。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制部件包括控制回路和敏感部件，并且所述控制部件经配置为检测不利的电流情况并引导所述可调部件的配置改变以保护免受所述不利的电流情况。
20.根据权利要求17所述的系统，其中所述可调部件配置中的至少一些配置包括相互交叉的设计。
【文档编号】G05F1/10GK104395850SQ201380020888
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年4月22日 优先权日:2012年4月20日
【发明者】凯尔·特里尔, 特兰格·伍 申请人:维西埃-硅化物公司