[发明专利]用于功率半导体开关中的短路检测的方法和器件

说明书

本发明涉及用于功率半导体开关中的短路检测的方法和器件。提供了检测与半导体开关有关的短路情况的器件和方法。当开关的控制信号超出第一参考并且开关的负载电流的改变超出第二参考时，可以确定短路情况。

技术领域

本申请涉及针对功率半导体开关的短路检测。

背景技术

比如功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）或绝缘栅双极型晶体管（IGBT）之类的功率半导体开关器件被用来对高电压和/或电流进行切换。例如在汽车领域中，这样的功率半导体开关可以被用来把电动机与几百伏特量级的供电电压选择性地耦合，从而具有10A以上的量级的相应的高电流。例如在耦合到开关的负载中发生短路的情况下，由于高电压，极高的电流可能会流动，这可能损坏或者甚至破坏半导体开关器件。因此，所期望的是检测这样的短路情况并且采取适当的步骤，例如断开（切断）半导体开关器件，从而中断任何电流流动。

传统的方法使用半导体开关器件的去饱和行为来检测短路。本申请的上下文中的去饱和行为意味着半导体开关正在限制流经半导体开关的负载端子的电流，并且供电电压的至少一大部分跨半导体开关的负载端子降低。但是，这种方法并不适合于所有半导体开关和短路情况。

发明内容

根据器件的实施例，所述器件包括：半导体开关，包括控制端子和至少两个负载端子；以及评估电路，被配置成基于控制端子处的信号的量值并且至少部分地基于经由所述至少两个负载端子的负载电流的变化的量值来检测短路情况。

根据器件的另一个实施例，所述器件包括：功率晶体管，包括第一负载端子、第二端子以及控制端子；第一比较器，包括与控制端子耦合的第一输入以及要与第一参考电压耦合的第二输入；第二比较器，包括与第二负载端子耦合的第一输入以及要与第二参考电压耦合的第二输入；以及与（AND）门，包括与第一比较器的输出耦合的第一输入以及与第二比较器的输出耦合的第二输入。

根据短路检测方法的实施例，所述方法包括：在半导体开关的控制端子处提供第一电压；提供指示半导体开关的负载电流改变的第二电压；以及基于第一电压和第二电压的量值检测短路情况。

通过阅读后面的详细描述以及查看附图，本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。

附图说明

附图的元件不一定是相对于彼此成比例的。相同的附图标记标示相应的类似部分。除非其彼此排斥，否则所图示的各种实施例的特征可以被组合。在附图中描绘并且在后面的描述中详述实施例。

图1是根据实施例的器件的框图。

图2是根据实施例的器件的电路图。

图3和4是图示了一些实施例的一些特征的图。

图5是图示了根据实施例的器件的电路图。

图6是图示了根据一些实施例的使用附加的另一个发射极端子的电路图。

图7是图示了根据实施例的器件的电路图。

图8是图示了使用功率晶体管用于控制电动机的电路图。

图9图示了可以在图8的器件中使用的根据一些实施例的短路检测。

图10是根据实施例的器件的电路图。

图11是图示了根据实施例的器件的电路图。

图12是图示了根据实施例的方法的流程图。

具体实施方式