[发明专利]限流器、对应装置和方法

说明书

本申请涉及限流器、对应装置和方法。限流器电路包括：输入端子，用于接收电源电压；电流输出端子，耦合至通过该功率晶体管的电流路径；以及控制输出端子，与该功率晶体管的控制端子耦合。差分放大器使得能够检测感测电压与参考电压之间的差异，该感测电压指示该电流输出端子处的电流，该参考电压由参考电压发生器供应并且该控制输出端子将根据以上提到的差异而被驱动。该电路包括：电压钳位单元，与该输入端子耦合，以提供针对该电路的悬浮地；和/或反应时间单元，插入在该差分放大器与该电流输出端子之间，以限制该电流输出端子处的短路电流；和/或短路保护单元，插入在该差分放大器与该控制输出端子之间，以向该差分放大器的输出端提供短路保护。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年12月5日提交的意大利专利申请No.102016000123267的优先权权益，据此通过参考并入其全部公开内容。

技术领域

本说明书涉及限流器。

一个或多个实施例可应用于例如被设计成用于在太空环境中或者一般地在电流吸收路径的设计较为重要的应用背景中(例如，在操作期间存在超负荷或甚至短路的情况下)操作的装置。

例如在由电池供电的车辆或系统领域中，包括可编程限流器电路构成这些可能应用的示例。

背景技术

由于装置(诸如，例如，用于太空任务的装置)所处的环境，这些装置会经受各种应力。

例如，由于辐射或TID(总电离剂量)的累积而导致的现象会增加电子电路或甚至整个系统的电流消耗，从而短时间内耗尽卫星中存在的能量资源，而这些资源在进行任务期间难以再生。重离子(SET)的影响可在电源下游的装置中生成电流峰值，其方式使得装置本身受损，从而改变电流消耗或形成短路，还带来一些重要的后果。

限流器可被视为智能熔丝。熔丝的目的可以是保护电源和/或负载不受由于例如短路或负载的过量电流需求而导致的不利影响。

熔丝可被证明反应时间太慢，从而不足以保证系统的完整性，具有损坏系统的装置或部件的风险。

限流器因此可被视为“智能”熔丝，该熔丝在正常操作状况下展现出可忽略不计的阻抗并且当流过其的电流超过编程限制大小时切换成高阻抗状态。

限流器的快速反应时间例如从故障开始的第一时刻起降低了下游装置受损的概率，因为它限制了电流，从而减少了部件上的应力。

在故障已被修复之后，限流器(如果被恰当编程)可能能够甚至在没有恢复干预的情况下自发地返回至低阻抗状态。

当限流电路处于操作中时，可为感测电阻器R_感测的端子两端的电压提供各种解决方案，以用于供应关于流过负载的电流(I_感测)的值的信息。

在系统的典型操作的情况下或者在限流条件下，可将电阻器R_感测的端子两端的电压VR_感测与例如借助于运算放大器固定的参考电压进行比较，该运算放大器驱动例如功率晶体管(例如，功率P_MOS晶体管)的控制电极(例如，栅极)，将其分别偏置成三极管区或有源区。

在此解决方案中，例如，根据以下类型的关系，可通过R_感测的端子两端的压降与运算放大器的输入端处的参考电压(高电压)之间的(电压的)平衡来施加限流值I_限制：

I_限制＝参考电压/R_感测