[发明专利]过温保护晶体管

权利要求书

1.一种用于控制晶体管的开关操作的电路，所述晶体管具有控制电极、第一负载端子、第二负载端子以及所述第一负载端子和所述第二负载端子之间的电流路径，所述第一负载端子适于耦接至第一电源电势，所述第二负载端子适于耦接至电负载，用于提供输出电压，并用于向所述负载供应负载电流，所述电路包括：

驱动器电路，适于耦接至所述控制电极，并被配置为根据控制信号对所述控制电极充电和放电以分别接通和关断所述晶体管，所述对所述控制电极充电和放电使得所述负载电流和所述输出电压的相应转变是平缓的，具有定义的斜率；

可控制开关，耦接至所述控制电极，使得当所述开关闭合时，所述控制电极经由所述开关快速放电，从而以比所述定义的斜率陡的斜率关断所述晶体管；以及

控制逻辑电路，被配置为在下列情况中至少一个为真时，闭合所述可控制开关以关断所述晶体管：

（1）所述输出电压变为负；

（2）所述晶体管中消耗的总功率比给定功率限制高；

（3）所述负载电流比第一电流阈值高；

（4）所述晶体管以所述负载电流具有正温度系数和所述负载电流超过第二电流阈值的状态操作；和/或

（5）所述晶体管以所述负载电流具有正温度系数和所述晶体管的负载电流路径上的电压降超过电势阈值的状态操作。

2.根据权利要求1所述电路，其中，所述控制逻辑电路被配置为不在重置信号指示之前重新断开所述可控制开关。

3.根据权利要求1所述电路，其中，所述控制逻辑电路被配置为不在预先定义的时间跨度结束之前重新断开所述可控制开关。

4.根据权利要求1所述电路，其中，所述晶体管是场效应晶体管。

5.根据权利要求4所述电路，其中，所述场效应晶体管是高侧晶体管，所述电负载耦接在所述场效应晶体管的所述第二负载端子与地电势之间。

6.根据权利要求4所述电路，其中，所述第一电源电势是地电势，其中，所述场效应晶体管是低端晶体管，所述电负载被耦接在所述场效应晶体管的所述第二负载端子和比所述地电势高的上电源电势之间。

7.根据权利要求4所述电路，其中，所述驱动器电路被配置为经由栅电阻对所述控制电极充电和放电以将栅电流限制为最大栅极电流值。

8.根据权利要求1所述电路，其中，所述驱动器电路被配置为通过对所述控制电极供应正电流对所述控制电极充电，其中，所述驱动器电路被配置为通过对所述控制电极供应负电流对所述控制电极放电。

9.根据权利要求4所述电路，其中，所述可控制开关被耦接在所述控制电极和所述场效应晶体管的源端子之间以使所述场效应晶体管的栅源电容短路。

10.根据权利要求1所述电路，进一步包括电流测量电路，所述电流测量电路被配置为提供表征由所述晶体管提供的所述负载电流的信号。

11.一种用于控制场效应晶体管的开关操作的方法，所述场效应晶体管具有栅电极、第一负载端子、第二负载端子和所述第一负载端子和所述第二负载端子之间的电流路径，其中，所述第一负载端子适于耦接至第一电源电势，所述第二负载端子适于耦接至电负载，用于提供输出电压并用于向所述负载供应负载电流，所述方法包括：

根据控制信号对所述栅电极充电和放电，以分别接通和关断所述场效应晶体管，对所述栅电极充电和放电使得所述负载电流和所述输出电压的相应转变是平缓的，具有定义的斜率；

对所述栅电极快速地放电，从而以比所述定义的斜率陡的斜率关断所述场效应晶体管，其中，当下列情况中至少一个为真时，触发所述栅电极的快速放电：

（1）所述输出电压变为负；

（2）所述场效应晶体管中消耗的总功率比给定功率限制高；

（3）所述负载电流比第一电流阈值高；

（4）所述场效应晶体管以所述负载电流具有正温度系数和所述负载电流超过第二电流阈值的状态操作；和/或

（5）所述场效应晶体管以所述负载电流具有正温度系数和所述晶体管的所述负载电流路径上的电压降超过电势阈值的状态操作。

12.根据权利要求11所述方法，其中，仅当所述控制信号指示关断所述场效应晶体管时，触发所述栅电极的快速放电。