[发明专利]智能半导体开关

说明书

本文描述了一种可用作智能半导体开关的集成电路。根据一个实施例，该集成电路包括耦合在电源引脚和第一输出引脚之间的第一功率晶体管以及耦合在电源引脚和第二输出引脚之间的第二功率晶体管。第一和第二功率晶体管均具有允许反向传导的本征体二极管。该集成电路还包括控制电路，其被配置为分别基于第一输入信号和第二输入信号触发第一和第二功率晶体管的导通和截止。此外，该集成电路包括保护电路，其被配置为针对第一和第二功率晶体管检测从反向传导状态到正向传导状态的转换或者从正向传导状态到反向传导状态的转换，并且在检测到第二功率晶体管从反向传导状态到正向传导状态的转换以及第一功率晶体管从正向传导状态到反向传导状态的转换时生成错误信号。

技术领域

本发明涉及智能半导体开关领域。

背景技术

在许多应用中，使用半导体开关来接通和断开电气负载。除电子开关(诸如功率晶体管)之外还包括补充电路装置的半导体开关通常被称为智能电子开关或简单称为智能开关。补充电路装置的示例包括用于检测过温度的温度传感器、测量通过开关的负载电流的负载电流传感器、根据输入信号和测量参数(诸如测量的电流和温度)生成触发接通或断开的控制信号的控制逻辑、以及用于输出测量参数的接口电路等。

在各种应用中，智能开关正越来越多地被用来取代传统熔丝。可用作熔丝替代品的智能开关可被称为智能熔丝或电子熔丝。这种智能开关可包括被配置为监控测量的负载电流并且触发依赖于负载电流以及表示连接智能开关和电气负载的电线的电线特性的特性曲线的开关的电路。在估计的电线温度(相对于环境温度)超过指定限值的情况下，电线特性规定控制电路何时触发负载与电源的断开。另外，智能开关中包括的上述补充电路装置可提供负载电流限制功能。

具有两个或更多个输出通道的智能开关可包括两个或更多个功率晶体管，在一些应用中可能会引起问题，例如当其中一个通道的输出节点的电压增加(例如，由于短路或任何其他故障)到高于所连接负载的标称工作电压的电压时。

发明内容

本文描述了一种可用作智能开关的集成电路。根据一个实施例，该集成电路包括耦合在电源引脚和第一输出引脚之间的第一功率晶体管以及耦合在电源引脚和第二输出引脚之间的第二功率晶体管。第一和第二功率晶体管各自具有允许反向传导的本征体二极管。该集成电路还包括控制电路，控制电路被配置为分别基于第一输入信号和第二输入信号触发第一和第二功率晶体管的导通和截止。此外，该集成电路包括保护电路，保护电路被配置为针对第一和第二功率晶体管检测从反向传导状态到正向传导状态的转换或者从正向传导状态到反向传导状态的转换，并且在检测到第二功率晶体管从反向传导状态到正向传导状态的转换以及第一功率晶体管从正向传导状态到反向传导状态的转换时生成错误信号。

此外，本文描述了一种用于切换负载的方法。根据一个实施例，该方法包括基于输入信号导通背靠背连接的第一功率晶体管和第二功率晶体管。第一和第二功率晶体管各自具有允许反向传导的本征体二极管。该方法还包括向连接至第二功率晶体管的负载提供负载电流。当检测到第二功率晶体管从反向传导状态到正向传导状态的转换以及第一功率晶体管从正向传导状态到反向传导状态的转换时，生成用于传送错误信息的错误信号。

附图说明

可以参照以下附图和说明书更好地理解本发明。附图中的部件不一定按比例缩放；相反，重点放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，相似的参考标号表示对应的部分。在附图中：

图1示出了智能开关的一般示例。

图2示出了DC/DC转换器经由多个智能开关提供多个负载的电路布置的一个示例。

图3示出了具有两个输出通道的智能开关，其中一个输出通道的输出被提升到高电压(高于智能开关的电源电压)，从而引起反向传导。

图4示出了新颖配置的图3的智能开关，其中未连接电源引脚，电源电压被施加在一个输出通道的输出处，并且负载连接至另一输出通道的输出。