[发明专利]包括用于防止短路过电流的装置的自动、高可靠性、全冗余的电子电路断路器

权利要求书

1.一种可编程电源开关元件，其特征在于，所述可编程电源开关元件包括：

第一端子；

前功率晶体管(103)，其包括漏极、源极和栅极，其中，所述前功率晶体管的所述漏极与所述第一端子串联连接；

第一栅极驱动器(104)，其连接到所述前功率晶体管的所述栅极；

主开关晶体管(108)，其与所述前功率晶体管串联连接，所述主开关晶体管包括漏极，所述主开关晶体管的所述漏极连接到所述前功率晶体管的所述源极；

第一反向电流阻断晶体管(102)，包括漏极、源极和栅极，所述第一反向电流阻断晶体管与所述前功率晶体管和所述主开关晶体管串联，并位于所述前功率晶体管和所述主开关晶体管之间，所述第一反向电流阻断晶体管的所述栅极连接到所述第一栅极驱动器；

第二栅极驱动器(106)，其连接到所述主开关晶体管的所述栅极；

分流电阻器(114)，其与所述主开关晶体管串联连接；

连结点，其位于电感器(112)和所述分流电阻器之间；

第二端子(116)，其与所述分流电阻器串联；

第二反向电流阻断晶体管(111)，包括漏极、源极和栅极，所述第二反向电流阻断晶体管与所述主开关晶体管和所述分流电阻器串联，并位于所述主开关晶体管和所述分流电阻器之间，所述第二反向电流阻断晶体管的所述栅极连接到所述第二栅极驱动器(106)；

电荷存储电容器(113)，其连接在地电位和所述连结点之间；

所述电感器(112)，其位于所述源极和所述电荷存储电容器之间；

NPN晶体管(115)，其包括集电极和发射极，所述集电极连接到所述前功率晶体管的所述栅极，所述发射极连接到所述第二端子；

电流测量元件(120)，其包括双向分流电压放大器，所述电流测量元件与所述分流电阻器并联连接；以及

高速MCU(118)，其包括高速A/D转换器，所述高速A/D转换器连接到所述晶体管、所述电荷存储电容器和所述电压放大器。

2.根据权利要求1所述的可编程电源开关元件，其特征在于，所述可编程电源开关元件的所述第一端子能够连接到电压源，并且所述第二端子能够连接到负载。

3.根据权利要求1所述的可编程电源开关元件，其特征在于，包括栅极驱动器高速存储装置(110)，其被配置为当由于所述存储电容(113)放电导致电流流过所述分流电阻器(114)而在所述NPN晶体管(115)的所述发射极上产生电压时被复位，从而将所述晶体管(108，111)从电流源上断开。

4.根据权利要求3所述的可编程电源开关元件，其特征在于，所述高速存储装置被配置为在发生短路状态的200ns内断开所述晶体管。

5.根据权利要求1所述的可编程电源开关元件，其特征在于，

所述可编程电源开关元件包括光源(302)；

所述NPN晶体管(115)是被光学耦合到所述光源的光电晶体管；以及

所述电流测量元件(120)被配置成用于测量AC电流。

6.根据权利要求5所述的可编程电源开关元件，其特征在于，所述光源包括沿相反方向并联连接的2个LED。

7.根据权利要求1所述的可编程电源开关元件，其特征在于，所述晶体管(102、103、108、111)中的至少一个晶体管是MOSFET。

8.根据权利要求1所述的可编程电源开关元件，其特征在于，所述第一反向电流阻断晶体管的所述栅极连接到所述第一栅极驱动器(104)。

9.根据权利要求1所述的可编程电源开关元件，其特征在于，所述第二反向电流阻断晶体管的所述栅极连接到所述第二栅极驱动器(106)。

10.根据权利要求1所述的可编程电源开关元件，其特征在于，所述电感器的电感器值介于10nH至500nH之间。