专利名称：一种包括热保护开关晶体管的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装置，该装置包括一个用于在通电模式向连接到所述装置上的负载供电的电路结构，还包括一个驱动级，一个适合于向驱动级提供导通脉冲的控制单元，以及一个包括开关晶体管的输出级，其中，该开关晶体管在通电模式中，当导通脉冲产生时，可以被驱动级导通，并经历一传导开关状态时间间隔，当该时间间隔结束时，可以被截止，并经历一非传导开关状态，另外，驱动级可以适合于监控开关晶体管的工作温度和激活断电模式，当开关晶体管的工作温度超过第一限制温度制时，该模式被激活，在断电模式中，尽管会产生导通脉冲，但开关晶体管被驱动级驱动，一直位于非传导开关状态。
开头段中所定义的类型的设备，可以从有关文件中得知，例如DE38 43 277 A1.在已知的设备中，其电路结构包括一个控制单元，该控制单元包括一个电流敏感电阻和一个时钟发生器，该控制单元向驱动级提供导通脉冲，并且当导通脉冲产生时，在通电模式中，当导通脉冲很高时，开关晶体管可以被驱动级驱动进入传导开关状态。
在已知设备的工作过程中，输出级的开关晶体管经受某一工作温度。在故障情况下，例如开关晶体管一直导通，或者与所述设备相连的负载被短路，开关晶体管的工作温度会迅速升高，就会出现开关晶体管的工作温度达到或超过最大允许温度的风险，结果是开关晶体管被损伤甚至毁坏。为了消除这一情况，驱动级被装配成不仅可以监控输出级的工作温度，而且可以在开关晶体管的工作温度超过第一限制温度时激活断电模式，其中第一限制温度低于最大允许温度。为了激活断电模式，驱动级包括一个与温度有关的电阻，即具有负温度系数的NTC电阻。NTC电阻通过热传导连接与开关晶体管相连，这样，NTC电阻可经受开关晶体管的瞬时工作温度。NTC电阻的一端与控制单元的输出端相连，另一端与驱动级的第二个电阻相连，并与第二个电阻一起形成一个与温度有关的分压器，控制单元的导通脉冲可以施加到该分压器上，分压器的接头连接到开关级的控制输入端，也连接到控制单元的输出端，并且分压器包括两个具有可控硅结构的晶体管。依赖于瞬时与温度有关的分压器电阻的阻抗比，开关级可以被转换到相应于通电模式的非传导开关状态，也可以被转换到相应于断电模式的传导开关状态。
当开关晶体管的工作温度在通电模式中的故障条件下升高时，NTC电阻通过热传导连接被迅速加热，结果NTC电阻的阻值下降。当开关晶体管的工作温度超过第一限制温度时，NTC电阻的阻值下降，从而使得开关级依据分压器电阻间的阻值比，被驱动进入其传导开关状态，并且使得通过控制单元施加到驱动级的导通脉冲经过开关级被消耗到某一参考电位，这样，在已知装置中，断电模式被激活，在该模式中，尽管有来自驱动级的开关脉冲产生，开关晶体管并不被导通，而是一直处于其非传导开关状态，结果只有很低的能量或完全没有能量施加到负载上。
在断电模式中，开关晶体管处于其非传导开关状态，并且因此不会由于开关状态的改变，在开关晶体管中产生开关损耗，从而使开关晶体管的工作温度和NTC电阻的温度因冷却下降。当开关晶体管的温度降到低于第二限制温度时，NTC电阻的阻值上升，导致开关级由于分压器电阻之间的阻值比而被截止，这样，通电模式被恢复。
但是已经发现，在已知的装置中，故障时开关晶体管的工作温度快速升高，以至于通过经热传导连接与开关晶体管相连的与温度有关的电阻，即NTC电阻，而被激活的断电模式的激活作用太迟，从而使得在与温度有关的电阻达到第一限制温度之前，开关晶体管会由于过热被毁坏。另外还发现，在已知装置中，当传导开关状态的时间间隔结束时，开关晶体管只是被驱动级相对缓慢地驱动到非传导开关状态，作为结果，由于开关状态的转换而在开关晶体管内消耗的能量相对较高，并且开关晶体管的工作温度持续上升。但是这种开关晶体管工作温度的持续增加，将缩短开关晶体管的寿命，这是所不希望发生的。
本发明的一个目的是解决上述由于热传导惯性引起的问题，并且提供一种开头段所定义的改进的装置，其中输出级的开关晶体管即使在故障情况下温度迅速升高时也不会毁坏。在开头段所定义的装置中，这一问题被很简单地解决，其中驱动级包括一个敏感晶体管的基极-射极二极管和敏感电阻的串联结构，该串联结构与开关晶体管的基极-射极二极管并联连接，敏感晶体管的基极与开关晶体管的发射极相连接，驱动级还包括一个导通晶体管，其基极与敏感晶体管的集电极相连接，其集电极与敏感晶体管的基极相连接，驱动级还包括一个导通电阻，该电阻的第一端与导通晶体管的发射极相连接，第二端与导通晶体管的集电极相连接，并且敏感晶体管被装配成基本上不受开关晶体管工作温度的影响。在这种方式中，通过很简单的方法使得开关晶体管的基极-射极二极管两端的与温度有关的电压在通电模式中被用于监控开关晶体管的工作温度，并且当开关晶体管的工作温度超过第一限制温度时，激活断电模式，其中该电压无时延地伴随开关晶体管的工作温度，作为结果，断电模式被无时延地激活，并且因此开关晶体管被高可靠性地保护，以免于损伤和毁坏。
在一种根据本发明的装置中，已经被证明，如果敏感晶体管和导通晶体管有可控硅构成，则十分有利。驱动级通过敏感晶体管和导通晶体管的结合而非常简单地实现。
在根据本发明的装置中，还被证明，如果驱动级还包括一个齐纳二极管，则更加有利，其中该齐纳二极管的第一端与导通电阻的第一端相连接，第二端与开关晶体管的基极相连接，这就将装置工作过程中跨接在导通电阻第一端与开关晶体管基极之间的电压限制到齐纳电压。在这种方式中，可以实现驱动级的开关晶体管由其传导开关状态向非传导开关状态迅速的转换，作为结果，只产生很低的开关损耗，并因此可以延长开关晶体管的寿命。通过采用齐纳二极管和限制导通电阻第一端与开关晶体管基极之间的电压到齐纳电压，还可以便利地采用市场上买得到的晶体管，或者采用市场上买得到的便宜的可控硅用作敏感晶体管和导通晶体管，因为不需要具有高绝缘强度的昂贵的高压晶体管。
在一种根据本发明的装置中还被证明，如果驱动级还包括一个截止级，则十分有利，通过该截止级，可以缩短开关晶体管由其传导开关状态向非传导开关状态转换的时间，并且该截止级包括一个截止电阻，一个截止电容和一个截止晶体管，该截止晶体管的发射极与截止电阻的第一端和导通电阻的第一端相连，该截止晶体管的基极与截止电阻的第二端和截止电容的第一端相连接，该截止晶体管的集电极与开关晶体管的基极相连接，并且该截止电容的第二端与开关晶体管集电极相连接。在这种方式中，通过截止级的激励，可以实现开关晶体管开关状态的快速转换，从而使得开关晶体管可以通过包括截止级的驱动级，由其传导状态向非传导状态快速地转换，作为结果，可以实现非常低的开关损耗，并因此实现开关晶体管的寿命的延长。
在一种根据本发明的装置中进一步被证明，如果驱动级是由集成电路实现的，则十分有利，这会使得驱动级具有低成本和高可靠性。
本发明的上述以及其它观点将在下文对实施例的描述中明了，并且将以这些示例型实施例为基础进行阐述。
现在将参考附图对本发明进行详细说明，其中该附图显示了两个示例型实施例，但发明并不限于此。
图1显示了一种根据本发明的第一个实施例的装置，该装置以开关模式供电，其中驱动级包括一个用于监控开关晶体管的工作温度的敏感晶体管和敏感电阻，驱动级还包括一个齐纳二极管和截止级，这使得开关晶体管可以在传导状态和非传导状态之间快速切换。
图2A是在图1所示装置中发生的导通电流Is的波形图，图2B是由图1所示装置产生的跨接在负载两端的输出电压UA的波形图。所述波形也在图4所示的根据本发明的第二个实施例的装置中发生。
图3显示了开关晶体管的基极-射极二极管以及敏感晶体管的基极-射极二极管两端的与温度有关的电压和电流图4显示了一种根据本发明的第二个实施例的装置，该装置在汽车中用作自动热保险装置。
图1显示了一种形成开关模式供电的装置1，该装置1包括在通电模式中向与装置1的输出端3相连接的负载4供电的电路结构2。在断电模式中，该装置1只能通过其输出端3向负载4提供很少的能量，或者几乎不提供能量。负载4，图中显示为电阻，包括一个充电器和一个与之相连的电池。在第一个输入端5的相对于参考电位6的直流输入电压UE施加到装置1上，其中直流输入电压UE可以具有，例如，110V到300V的电压范围。
电路结构2的驱动级7与输入端5相连接，使得直流输入电压UE可以施加到驱动级7上。控制单元9可提供脉冲形导通电流Is，该电流包括一系列导通脉冲，其波形i如图2A所示，可以经驱动级7的控制端8施加到驱动级7中。输出级12的开关晶体管11由高压晶体管构成，其基极与驱动级7的控制输出端10相连接，开关晶体管11接收来自控制输出端10的基极电流IBS。
驱动级7还包括一个与开关晶体管11的发射极相连的电压输出端13。开关晶体管11的集电极与输出级12中的续流二极管14的负极相连，该二极管的正极与参考电位6相连。开关晶体管11的集电极还与输出级12的储能线圈15的第一端相连接，该线圈的第二端与输出级12的充电电容16的第一端相连接。充电电容16的第二端与参考电位6相连。储能线圈15和充电电容16的公共端同时与装置1的输出端3和控制单元9的反馈输入端17相连接。通过反馈输入端17，控制单元9可以接收跨接在与装置1的输出端3相连的负载4两端以及充电电容16两端的输出电压UA，其波形如图2B所示。控制级9的反馈输入端17与反馈级18相连接，并依赖于输出电压UA，将控制单元9的电流源晶体管19驱动到其传导或非传导开关状态，该电流源晶体管19的基级与反馈级18相连接。电流源晶体管19的发射级与参考电位6相连，集电极经电流源电阻20与驱动级7的控制端8相连。输出级12和控制单元9形成一个直流-直流转换器，这是为本技术领域的技术人员所熟悉的。
当控制级9在时刻tEIN向驱动级7提供导通电流IS的导通脉冲时，该导通电流的波形如图2A所示，输出级12的开关晶体管11在通电模式中的导通过程中被驱动到传导开关状态，这导通过程将在下文进行详细描述。作为结果，输入电压UE施加到续流二极管14上，该二极管被反向偏置。所述电压同样施加到储能线圈15和充电电容16的串联结构中，该串联结构与续流二极管14并联连接。该电压在储能线圈15中产生锯齿形线圈电流IL，此电流对充电电容16充电。作为结果，充电电容16两端的电压上升到最大输出电压UA-MAX，其中该电压对应于输出电压UA，并且其信号波形如图2B所示。
驱动级7在前向时间间隔TEIN结束之后，在时刻tAB使开关晶体管11截止，一旦截止过程终止，控制单元9不再向驱动级7提供导通电流IS的导通脉冲，这将在下文进行详细描述。在回扫(flyback)时间间隔TAB内，由于电能通过充电电容16施加到负载4上，输出电压UA下降。当反馈级检测到最小输出电压UA-MIN时，反馈级18使电流源晶体管19导通，作为结果，由电流源晶体管19和电流源电阻20形成的电流源向驱动级7的控制端8提供导通电流IS，之后驱动级在通电模式中导通开关晶体管11，并且重新向充电电容16充电。从而使通过装置1的输出端3向负载4施加电压的输出电压UA在某一平均输出电压UA-MIT附近改变。这样，反馈级18依赖于经输出端3与装置1相连的负载4控制开关晶体管11的回扫时间间隔TAB在装置1的工作过程中，输出级12中开关晶体管11承受工作温度TS。在故障情况下，例如开关晶体管11一直被驱动到传导开关状态，或者与装置1相连的负载4被短路，此时开关晶体管11的工作温度TS迅速升高，因此会有开关晶体管11因为超过第一限制温度TG1而被损坏，甚至毁坏的风险。为了防止开关晶体管11被损坏，装置1的驱动级7还适应于监控开关晶体管11的工作温度TS，以及激活断电模式，该模式在开关晶体管11的工作温度超过第一限制温度TG1时被激活，在断电模式中，开关晶体管11一直被截止，而不管导通电流IS的导通脉冲的产生。为此，驱动级7包括一个敏感晶体管21的基极-射极二极管和敏感电阻22的串联结构，该串联结构与开关晶体管11的基极-射极二极管并联连接，敏感晶体管21的基极与开关晶体管11的射极相连接。为此，驱动级还包括一个导通电阻24，该导通电阻的第一端25与导通晶体管23的发射极相连接，第二端26与导通晶体管23的集电极相连接。导通晶体管23和导通电阻24的并联结构的电阻对于开关晶体管11来说形成了其动态射极电阻抗27。旁漏电阻(bleeder resi stor)28的第一端与导通电阻24的第一端25相连，第二端与导通晶体管23的基极相连接。电路结构2中的驱动级7的敏感晶体管21被装配成基本上不受开关晶体管11的工作温度TS的影响。在工作过程中，这会导致敏感晶体管21和开关晶体管11之间的工作温度差TD，其中敏感晶体管21基本上经受装置1的环境温度TU，而开关晶体管11经受工作温度TS。当开关晶体管的工作温度TS没有超过第一限制温度TG1时，温差TD也会因此不超过某一给定值，装置1处于通电模式。当开关晶体管的工作温度TS超过第一限制温度TG1时，作为结果，温差TD超过某一给定值，断电模式发生，这将在下文进行详细说明。
当导通晶体管23，敏感晶体管21和开关晶体管11在通电模式或者断电模式中都处于非传导开关状态，并且控制单元9向驱动级7提供截止电流IS的导通脉冲时，开关晶体管11的导通过程在驱动级7被启动。在导通过程中，导通过程IS基本上分为到开关晶体管11基极的基极驱动电流IBS和到敏感晶体管21发射极的射极敏感电流IEU该基极驱动电流IBS已经使开关晶体管11导通。但是，在这种情况下，开关晶体管11的动态射极电阻27由导通电阻24的高阻抗决定，开关晶体管11几乎不能向储能线圈20注入任何线圈电流IL，作为结果，开关晶体管11基本上表现为如同工作在非传导状态一样。
当开关晶体管11工作在传导状态时，敏感晶体管21基本上具有相同的工作温度，例如工作温度T1，并因此具有很小的或没有温差TD，装置1的通电模式从而被激活，图3中的二极管特性曲线KT1对于两个晶体管11和21的基极-射极二极管都适用。基极驱动电流IBS在开关晶体管11的基极-射极二极管两端产生电压UEB-S(T1)，该电压UEB-S(T1)在敏感晶体管21的基极-射极二极管两端产生电压UBE-(T1)，在敏感电阻22两端产生电压UR-(T1)，敏感晶体管21的基极-射极二极管两端的电压UBE(T1)使敏感晶体管21导通。导通的敏感晶体管21经旁漏电阻28馈送旁漏电流IAB经导通晶体管23的基极馈送基极导通电流IBE，该基极导通电流IBE也使导通晶体管23导通。由导通晶体管23和导通电阻24的并联结构形成的动态射极电阻27，由于导通晶体管23的传导作用而具有非常小的阻值，作为结果，直流输入电压UE施加到续流二极管14的两端，完成导通过程。这将通过导通晶体管23和开关晶体管11产生小初始锯齿状线圈电流IL，该电流使储能电容器16重新充电，该电容器已经放电到输出电压UA-MIN。当控制单元9向驱动级7提供导通电流IS的导通脉冲时，开关晶体管11将被驱动级在通电模式的时间间隔TEIN内导通，其中开关晶体管11的工作温度Ts小于第一限制温度TG1。
相反，在故障情况下，开关晶体管11呈现一个迅速升高的工作温度T2,T2等于或大于第一限制温度TG1，并且在敏感晶体管21和开关晶体管11的工作温度之间存在一个大的、迅速增加的温差TD，二极管特性曲线KT1对于工作温度为T1的敏感晶体管21的基极-射极二极管适用，而二极管特性曲线KT2对于工作温度为T2开关晶体管11的基极-射极二极管适用，开关晶体管已经在故障情况下被加热到迅速上升的工作温度T2。由来自控制单元9的导通电流IS引起的开关晶体管11的基极驱动电流IBS在敏感晶体管21的基极-射极二极管两端产生电压UBE-(T2)，在敏感电阻22两端产生电压UR-(T2)。敏感晶体管21的基极-射极二极管两端的电压UBE-(T2)，在此情形下值很小，不足以使敏感晶体管21截止。因此，作为开关晶体管11的动态射极电阻27保持高阻的结果，开关晶体管23保持非传导状态。由于开关晶体管11的高动态射极电阻27，该开关晶体管11基本上不向储能线圈15提供线圈电流IL，结果开关晶体管11表现为如同处于非传导状态一样。
当敏感晶体管21和开关晶体管11的工作温度之间产生大的温差TD时，驱动级7就激活装置1的断电模式。装置1的导通晶体管11的导通过程，在此情形下处于断电模式，使得开关晶体管11继续基本处于截止状态，而不管导通电流IS的导通脉冲的出现。
当开关晶体管11的工作温度TS在故障情况下迅速升高时，电压UEB-S无时延地改变，该电压是在驱动级7的每一次导通过程时在基极-射极二极管两端的电压，这是因为电压UEB-S直接依赖于开关晶体管11的与温度有关的二极管特性。有利的是，断电模式在装置1发生故障时被驱动级7无时延地激活，这样，开关晶体管11就可以高度可靠的防止损坏和毁坏。
装置1还包括一个齐纳二极管29，其第一端30，即，负极与导通电阻24的第一端25相连接，其第二端31，即正极与开关晶体管11的基极相连接，在装置1的工作过程中，该齐纳二极管把导通电阻24的第一端25与开关晶体管11的基极间的电压UZD限制到齐纳电压UZ，其典型值约为10V。
当在通电模式的导通操作之后，导通晶体管23和开关晶体管11都被导通时，流经两个晶体管11和23的线圈电流IL以锯齿波形式增加。导通晶体管23的发射极和集电极之间的电压UEC-X从流经导通晶体管23的线圈电流IL的某一给定值开始非常快速增加，因为该导通晶体管已经由于线圈电流IL的电荷载流子而饱和。随着线圈电流IL以锯齿波形式进一步增加，电压UEC-X将增加，直到齐纳二极管29两端的电压UZD基本上达到齐纳电压UZ，其中电压UEC-X是导通晶体管23的饱和电压。此时齐纳二极管29开始导通，并传载齐纳电流IZ，该电流取代了经集电极流向开关晶体管11的电流的一部分。这将产生开关晶体管11的反向基极驱动电流IBS该电流使得在开关晶体管的传导状态发生基极-集电极电荷的减少，直到开关晶体管11不能维持线圈电流IL，线圈电流IL迅速衰减。结果，开关晶体管11的发射极和集电极之间的电压UEC-S迅速增加。流经旁漏电阻28的旁漏电流IAB使得导通晶体管23的基极-射极电荷耗尽，并因此排除导通晶体管23的偶然导通现象。
有利的是，所述通过驱动级实现的开关晶体管11的截止过程使得开关晶体管11可以由其传导状态快速地向非传导状态转换，也即，很短的开关时间。开关晶体管11的开关损耗取决于开关时间以及在开关时间内流经开关晶体管11的线圈电流IL和在开关时间内开关晶体管两端的电压UEC-S的乘积。开关晶体管11由于短的开关时间而产生的小开关损耗使得开关晶体管11在工作过程中始终保持低的工作温度TS，这会延长开关晶体管11的寿命。有利的是，电压UZD通过齐纳二极管29被限制到齐纳电压UZ，这使得使用低成本的市场上可买到的晶体管作为敏感晶体管21和导通晶体管23成为可能，因为不需要具有高绝缘强度的价格昂贵的高压晶体管。
装置1的驱动级还包括截止级32，通过该截止级，开关晶体管11可以非常迅速地由传导状态向非传导状态转换，从而开关晶体管11的开关时间可以被缩短。截止级32包括截止电阻33，截止电容34和截止晶体管35，该截止晶体管35的发射极与截止电阻33的第一端36和导通电阻24的第一端25相连接，该截止晶体管25的基极与截止电阻33的第二端37和截止电容34的第一端39相连接，并且截止晶体管35的集电极与开关晶体管11的基极相连接，所述截止电容34的第二端39与开关晶体管11的集电极相连接。
当装置1在通电模式被激活，并且开关晶体管11在截止时刻tAB的截止过程有效以后已经被截止时，如图2B所示，储能线圈15两端产生的电压UL的极性发生变化，作为结果，线圈电流IL，该电流以锯齿波形式衰减，经续流二极管19，流经储能线圈15注入储能电容器16，并在开关晶体管11的集电极产生电压瞬态。该电压瞬态也产生在截止电容34的第二端39处，其中截止电容34的第二端39与开关晶体管11的集电极相连。截止电容34两端的电压UCA在截止电阻33两端产生电压URA该电压把截止晶体管35驱动到传导状态。流经截止晶体管35的截止电流移走齐纳二极管29中的电荷载流子，并加速开关晶体管11的基极-集电极电荷的湮灭，从而缩短开关时间。这样做具有一种优点，即可以提供开关晶体管11的开关时间的额外减小项，作为结果，产生很小的开关损耗，从而实现开关晶体管11的的很长的寿命。
截止晶体管23，在截止过程中已经因为电荷载流子而饱和，其电压UEC-X在此情形下相应地基本上达到齐纳电压UZ，在开关时间内仍有足够的电荷使开关晶体管11的射极-基极二极管反向偏置，并且形成一反向偏置电压。此反向偏置电压提高开关晶体管的绝缘强度，这是有利的，例如当储能线圈15由具有寄生电感的变压器构成时。
应注意电路结构2中的晶体管也可以用反向的晶体管实现。那么，每一个npn晶体管应该由pnp晶体管代替，反之亦然。
还要注意在实际中按照类似可控硅结构连接的晶体管21和23，由可控硅40构成，把敏感晶体管21和导通晶体管23与可控硅40结合，可以非常简单地实现驱动级7。
图4说明了装置1在汽车41中用作自动热保险装置，以对汽车电池42提供电保护，其中该汽车电池通过装置1与装配成负载的两个闪烁灯43相连接。装置1的驱动级7和控制单元9由集成电路44构成，这样可以得到一种成本很低的装置1。装置1的输出级12由开关晶体管11和终端电阻45构成，终端电阻45的第一端与开关晶体管11的集电极相连接，终端电阻45的第二端与参考电位6相连接，其中装置1的第一输入端5具有12V的直流电压。
在汽车42中具有一脉冲发生器46，当汽车的驾驶者激活闪烁模式时，该脉冲发生器向控制单元9中的电流源晶体管19提供由如图2A所示的导通电流IS的导通脉冲形成的周期性矩形闪烁脉冲。在装置1中，导通时刻tEIN由闪烁脉冲的下降沿决定，截止时刻tAB由闪烁脉冲的上升沿决定。这样，驱动级7的导通过程和截止过程就由闪烁脉冲的边沿的产生决定，即由脉冲发生器46决定。
当闪烁脉冲的下降沿出现时，控制单元9向驱动级7提供导通电流Is的导通脉冲。当装置1的通电模式被激活时，敏感晶体管21，导通晶体管23，以及开关晶体管11都在导通过程中被导通，且一经导通，闪烁灯43就开始闪亮。当闪烁脉冲的上升沿出现时，控制单元9不向驱动级7提供导通电流IS，作为结果，闪烁灯43熄灭。
在故障情形下，例如闪烁灯43由于湿度的增加而被短路，开关晶体管11的工作温度TS升高。开关晶体管11被设计成可以至少在前向时间间隔TEIN内可以保持非周期性出现的大输出电流IA。由于因大输出电流IA引起的开关晶体管11的工作温度TS升高，装置1被驱动级7置为断电模式，如上所述，作为结果，开关晶体管11处于非传导状态，而不管有来自脉冲发生器46的闪烁脉冲下降沿的出现。
适合的是，当过度的潮湿结束，当闪烁灯的短路情况不再发生时，开关晶体管11一经冷却，装置1的通电模式就被恢复。由于在汽车41中把装置1用作自动热保险装置，就不再需要传统的一次性保险装置，该传统保险装置在闪烁灯43短路时融断，以保护汽车中的电线和电池42，并且因此被替换，现在的好处是不再需要这种替换。
权利要求
1．一种包括用于在通电模式中向与装置本身相连接的负载(4)供电的电路结构的装置(1)，包括驱动级(7)和适应于向驱动级(7)提供导通脉冲的控制单元(9)，以及包括开关晶体管(11)的输出级(12)，其中该开关晶体管(11)在通电模式中，当导通脉冲产生时被驱动级(7)导通，并在时间间隔(TEIN)内处于传导开关状态，而在时间间隔(TEIN)终止后被截止，处于非传导开关状态，另外，驱动级(7)适应于监控开关晶体管(11)的工作温度(TS)，并激活断电模式，该断电模式在开关晶体管(11)的工作温度(TS)超过第一限制温度(TG1)时被激活，且在该断电模式中，开关晶体管(11)被驱动级(7)始终驱动在非传导开关状态，而不管导通脉冲的出现，其特征在于，驱动级(7)包括一种敏感晶体管(21)的基极-射极二极管和敏感电阻(22)的串联结构，该串联结构与开关晶体管(11)的基极-射极二极管并联连接，敏感晶体管(21)的基极与开关晶体管(11)的发射极相连接，而且驱动级(7)还包括一个导通晶体管(23)，该导通晶体管(23)的基极与敏感晶体管(21)的集电极相连接，该导通晶体管(23)的集电极与敏感晶体管(21)的基极相连接，驱动级(7)还包括一个导通电阻(24)，该导通电阻(24)的第一端(25)与导通晶体管(23)的发射极相连接，该导通电阻(24)第二端(26)与导通晶体管(23)的集电极相连接，并且敏感晶体管(21)被配置成基本上不受开关晶体管(11)的工作温度(Ts)的影响。
2权利要求1中的装置(1)，其特征在于敏感晶体管(21)和导通晶体管(23)由可控硅(40)构成。
3上述任一权利要求中的装置(1)，其特征在于，驱动级(7)还包括一齐纳二极管(29)，该齐纳二极管的第一瑞(30)与导通电阻(24)的第一端相连接，该齐纳二极管的第二端(31)与开关晶体管(11)的基极相连接，这就将电压(UZD)限制到齐纳电压(UZ)，电压(UZ)在装置(1)的工作过程中产生在导通电阻(24)的第一端(25)和开关晶体管(11)的基极之间。
4上述任一权利要求中的装置(1)，其特征在于，驱动级(7)还包括截止级(32)，通过该截止级可以缩短开关晶体管(11)由传导开关状态向非传导开关状态的转换时间，并且截止级(32)包括截止电阻(33)，截止电容(34)和截止晶体管(35)，该截止晶体管(35)的发射极与截止电阻(33)的第一端(36)和导通电阻(24)的第一端(25)相连接，该截止晶体管(35)的基极与截止电阻(33)的第二端(37)和截止电容(34)的第一端(38)相连接，该截止晶体管(35)的集电极与开关晶体管(11)的基极相连，并且所述电容(34)的第二端(39)与开关晶体管(11)的集电极相连接。
5上述任一权利要求中的装置(1)，其特征在于驱动级(7)由集成电路(44)实现。
全文摘要
一种用于在通电模式中向与之相连接的负载(4)供电的装置(1),该装置包括驱动级(7),控制单元(9),该控制单元(9)适应于向驱动级(7)提供导通脉冲,以及一个带有开关晶体管(11)的输出级(12),其中在通电模式中,当导通脉冲产生时,开关晶体管在时间间隔(T
文档编号H03K17/082GK1215508SQ97193602
公开日1999年4月28日 申请日期1997年10月23日 优先权日1996年12月9日
发明者R·哈斯勒 申请人:皇家菲利浦电子有限公司