[发明专利]具有温度保护电子开关的电路

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及具有温度保护电子开关的电子电路以及用于驱动电子开关的方法。

背景技术

诸如MOSFET、IGBT或其他类型的晶体管之类的电子开关被广泛地用作对电负载（比如电动机、灯、磁阀等等）进行开关的电子开关。在这些应用中，电子开关与负载串联连接，其中具有电子开关和负载的串联电路被连接在电源端子之间。可以通过接通及关断电子开关来接通及关断负载。

通常，电子开关的导通电阻（其是导通状态中电子开关的电阻）低于负载的电阻，因此在正常操作状态中，当电子开关被接通时，电子开关两端的电压降显著低于负载两端的电压降。然而，当在负载中存在短路并且当电子开关处于导通状态时，电子开关两端的电压降增大，并且在电子开关中耗散的电功率增大。耗散的功率的增大导致电子开关的温度升高。

根据用于保护电子开关免受损坏的第一种方法，可以检测电子开关中的温度，并且可以在所述温度达到给定温度阈值时关断所述电子开关。

根据第二种方法，可以测量电子开关中的第一温度和远离电子开关的第二温度，并且可以在这两个温度之间的差达到给定温度差阈值时关断所述电子开关。第一和第二种方法这二者可以被一起应用。

需要对于电子开关的改进的温度保护。

发明内容

根据第一方面，公开了一种电子电路。所述电子电路包括集成在半导体本体（body）中并且具有控制端子的电子开关。所述电子开关还包括耦合到控制端子并且包括热保护电路的驱动电路。所述热保护电路包括第一温度传感器，其具有位于所述半导体本体上的第一位置的第一传感器元件，其中第一温度传感器被配置成提供代表在第一位置处的温度的第一温度信号。所述热保护电路还包括温度传播检测电路，其被配置成检测所述半导体本体中的温度传播并且被配置成提供温度传播信号，其中所述热保护电路被配置成当在第一位置处的温度上升到第一阈值以上时关断所述电子开关，并且其中第一阈值取决于所述温度传播信号。

根据第二方面，公开了一种用于驱动集成在半导体本体中的电子开关的方法。所述方法包括：测量在半导体本体的第一位置处的第一温度；检测半导体本体中的温度传播；以及当在第一位置处的温度上升到第一阈值以上时关断所述电子开关。第一阈值是根据所检测到的温度传播来设置的。

附图说明

现在将参照附图解释实例。附图用来说明基本原理，因此只示出对于理解基本原理所必需的方面。附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。

图1示出具有电子开关和驱动电路的电子电路；

图2示意性地示出其中实施了电子开关的半导体本体的顶视图，并且示出用于温度测量的第一和第二位置；

图3示出根据本发明的第一实施例的温度保护方法的方法步骤，其包括检测半导体本体中的温度传播；

图4示出用于检测温度传播的方法步骤；

图5示出包括热保护电路的驱动电路的一个实施例；

图6示出根据驱动电路的输入信号并且根据热保护信号来驱动电子开关的第一实施例；

图7示出根据驱动电路的输入信号并且根据热保护信号来驱动电子开关的第二实施例；

图8示出热保护电路的第一实施例；

图9示意性地示出其中实施了电子开关的半导体本体的顶视图，并且示出用于温度测量的第一、第二和第三位置；

图10示出热保护电路的第二实施例；以及

图11示出热保护电路的另一实施例。

具体实施方式

图1示出具有电子开关1和被配置成驱动电子开关1的驱动电路2的电子电路。电子开关1具有负载路径和控制端子，其中所述控制端子被连接到驱动电路2的输出并且从驱动电路2接收驱动信号S_DRV。在图1所示的电子电路中，电子开关1被实施为MOSFET，具体而言被实施为n型MOSFET。MOSFET具有漏极和源极端子以及栅极端子。栅极端子是MOSFET的控制端子，并且MOSFET的负载路径在漏极与源极端子之间延伸。应当注意，将电子开关1实施为n型MOSFET仅仅是实例。电子开关1也可以被实施为另一类型的MOSFET，比如p型MOSFET，或者电子开关1可以被实施为另一类型的晶体管，比如IGBT、JFET或BJT。