电子保护电路以及控制电子保护电路的方法
【专利说明】电子保护电路以及控制电子保护电路的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年7月8日提交的美国专利申请序列号N0.13/936，303的优先权和权益，其通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本公开概念一般涉及熔断器，并且更特别地涉及用于中断流过电路的电流的熔断电路。本公开概念还涉及控制熔断电路的方法。
【背景技术】
[0004]熔断器已用于保护电路免受过流条件。一种类型的熔断器包括与所保护的电路串联连接的导电元件。导电元件由于电流从中流过而发热。设计恪断器以使当流过电路的电流超过预定级别时，导电元件变得足够热从而熔化并中断流过电路的电流。
[0005]但是，难以控制熔断器的元件将熔化并中断电流时的电流的精确级别。此外，熔断器的元件充分加热并熔化需要时间。因此，难以控制或降低熔断器的响应时间。另外，一旦熔断器熔断，为使熔断器再次可用，至少需要替换熔断器的导电元件。
[0006]存在改进熔断电路的空间。
[0007]同样存在改进控制熔断电路的方法的空间。
【发明内容】
[0008]通过提出用于中断流过电路的电流的电子熔断电路的本公开概念的方面来满足这些和其它需求。通过提出用于控制电子熔断电路的方法和包括该方法的非暂态计算机可读介质的本公开概念的方面同样满足这些和其它'需求。
[0009]根据本公开概念的方面，用于中断流过电路的电流的电子熔断电路包括:跳闸开关，被构造为断开以中断流过电路的电流并闭合以允许电流流过电路；电流感测电路，被构造为感测何时流过电路的电流的幅值大于预定幅值；跳闸电路，被构造为响应于电流感测电路感测流过电路的电流的幅值大于预定幅值而控制跳闸开关断开，并在电流感测电路没有感测到流过电路的电流的幅值大于预定幅值时控制跳闸开关闭合；以及具有程序的处理器，将程序构造为监测跳闸电路的特性，以及当被监测的特性满足预定标准时，进入超驰模式并控制跳闸电路以控制跳闸开关断开而不管流过电路的电流的幅值。
[0010]根据本公开概念的其它方面，一种方法控制被配置成中断流过电路的电流的电子熔断电路，电子熔断电路包括跳闸开关，该跳闸开关被构造为断开以中断流过电路的电流并闭合以允许电流流过电路，以及跳闸电路，其被构造为基于流过电路的电流的幅值而控制跳闸开关。方法包括:监测跳闸电路的特性；确定跳闸电路的特性是否满足预定标准；以及进入超驰模式并控制跳闸电路断开跳闸开关，在该超驰模式中跳闸电路控制跳闸开关断开而不管流过电路的电流的幅值。
[0011]根据本公开概念的其它方面，非暂态计算机可读介质存储一个或多个包括指令的程序，当通过计算机执行程序时使得计算机实施控制被配置成中断流过电路的电流的电子熔断电路的方法，电子熔断电路包括跳闸开关，该跳闸开关被构造为断开以中断流过电路的电流和闭合以允许电流流过电路，以及跳闸电路，其被构造为基于流过电路的电流的幅值而控制跳闸开关。方法包括:监测跳闸电路的特性；确定跳闸电路的特性是否满足预定标准；以及进入超驰模式并控制跳闸电路以断开跳闸开关，在该超驰模式中跳闸电路控制跳闸开关断开而不管流过电路的电流的幅值。
【附图说明】
[0012]当结合附图阅读时，从以下优选实施例的描述中可得到对本公开概念的完整理解，在附图中:
[0013]图1是根据本公开概念的示例实施例的电子熔断电路的示意形式的框图；
[0014]图2是根据本公开概念的示例实施例的用于电路的电子熔断电路的电路图；
[0015]图3A是流过图2的电路的电流的图；
[0016]图3B是图2的节点A处的电压的图；
[0017]图3C是图2的节点B处的电压的图；以及
[0018]图4是根据本公开概念的实施例的控制电子熔断电路的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]本文中使用的方向短语，诸如例如左，右，前，后，上，下及其衍生词，与附图中所示的元件取向相关并且除非在其中明确陈述外不作为对权利要求的限制。
[0020]本文中使用的，将两个或更多部件“耦接”到一起的陈述将意为将部件直接连接到一起或通过一个或多个中间部分连接。
[0021]本文中使用的，术语“数量”将意为一或大于一的整数(S卩，多个)。本文中使用的，术语“处理器”将意为可存储、获取并处理数据的可编程模拟和/或数字设备；控制器；控制电路；计算机；工作站；个人计算机；数字信号处理器；微处理器；微控制器；微计算机；中央处理单元；主机计算机；迷你计算机；服务器；网络处理器；或任何适当的处理装置或设备。
[0022]参考图1，电子熔断电路1电连接到包括电源2和负载3的电路。电子熔断电路1被配置成中断流过电路的电流I。
[0023]电子熔断电路1包括跳闸开关10 (例如但不限于金属氧化物半导体场效应晶体管)、电流感测电路20、跳闸电路30以及处理器40。跳闸开关10被构造用于断开以中断流过电路的电流I和闭合以允许电流I流过电路。电流感测电路20被构造以感测何时电流I的幅值大于预定幅值。跳闸电路30被配置成控制跳闸开关10的操作。当电流I的幅值小于预定幅值时，跳闸电路30控制跳闸开关10闭合，并且当电流I的幅值大于预定幅值(例如但不限于电路中的过流情况；350mA ;任意合适的电流值)，跳闸电路30控制跳闸开关10断开并中断电路中流动的电流I。
[0024]处理器40包括程序41，该程序被构造用于监测跳闸电路30的特性，以及当所监测的特性满足预定标准时进入超驰模式并控制跳闸电路30控制跳闸开关10断开而不管电流I的幅值。在预定时间段之后，程序41退出超驰模式并恢复监测跳闸电路30的特性。此夕卜，当程序41退出超驰模式时，跳闸电路30恢复基于电路中流动的电流I的幅值而控制跳闸开关10。
[0025]参考图2，根据本公开概念的示例实施例的电子熔断电路10的电路图更详细示出了电流感测电路20和跳闸电路30的电路组件。电流感测电路20包括第一和第二电阻器Rl、R2和第一开关21 (例如但不限于双极结型晶体管)。第一电阻器R1与电路串联电连接，并且第二电阻器R2电连接在电路和第一开关21之间。选择第一和第二电阻器Rl、R2的电阻值，由此当电流I的幅值大于预定幅值时第一开关21闭合。当第一开关21闭合时，电流感测电路20输出信号到跳闸电路30。信号向跳闸电路30指示电流I的幅值大于预定幅值。
[0026]跳闸电路30包括第二和第三开关31、32(例如但不限于金属氧化物半导体场效应晶体管)。跳闸电路30进一步包括电阻器1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8、1?9，电容器(:1、02以及二极管D1、D2。跳闸电路30还电连接到可以由电源(未示出)提供的电源电压和接地GND。
[0027]当跳闸电路30从电流感测电路20接收信号时，第二开关31闭合。第二开关31的闭合使得第三开关32断开，其依次使得跳闸电路30控制跳闸开关10断开并中断流过电路的电流I。当跳闸开关10断开并中断电流I时，电流I的幅值将降到预定幅值以下，导致跳闸电路30控制跳闸开关10闭合并允许电流I流过电路。但是，如果在电路中存在每次跳闸开关10闭合时使得电流I的幅值继续上升到预定幅值以上的情况，则跳闸电路30将反复断开和闭合跳闸开关30。
[0028]为了检测跳闸电路30何时控制跳闸开关10闭合，处理器40的程序41监测跳闸电路的特性并确定监测到的特性是否满足预定标准。例如且不限于程序41监测在第一节点A处的电压信号。当程序41检测到在节点A的电压变化(例如但不限于电压上升)时，程序41进入超驰模式。在超驰模式中，程序41控制跳闸电路30来控制跳闸开关10断开而不管电流I的幅值。例如且不限于程序41输出低信号到第二节点B，使得第三开关32断开，由此使得跳闸开关10断开。
[0029]程序41可以在进入超驰模式之前等待第一预定时间段(例如但不限于跳闸时间；20ms ;任意合适时间)。在进入超驰模式之后，程序41在退出超驰模式并允许跳闸电路30再次基于电流I的幅值而控制跳闸开关10之前等待第二预定时间段(例如但不限于恢复时间；5s ;任意合适时间)。
[0030]虽然公开了图2的电子熔断电路1的特定电路组件和电路组件的特定布置，应当理解本公开概念不限于此。应当理解在不偏离本公开概念的范围的情况下，可以在电子熔断电路中使用适当组件和布置的各种选择。