CN107276572B - 具有测试模式功能的电子开关和保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有测试模式功能的电子开关和保护电路。一种实施例电子电路包括：电子开关，其包括负载路径；和控制电路，其被配置成驱动电子开关并且被配置成在第一操作模式和测试模式之一中操作。该控制电路包括测试模式输入端并且被配置成基于在测试模式输入端处接收的测试信号来在测试模式中操作。在第一操作模式中的控制电路被配置成基于电子开关的负载电流的电流‑时间特性来生成第一保护信号并且基于第一保护信号来驱动电子开关。

Description

具有测试模式功能的电子开关和保护电路

技术领域

本公开一般涉及电子开关和保护电路，并且更具体地涉及起电子开关和电子保险丝的作用的电子电路。

背景技术

保险丝是保护装置，其依赖于电流和所述电流流动的持续时间而跳闸。例如，如果电流高于最大电流，则保险丝基本上瞬时跳闸，如果电流是额定电流或低于额定电流，则保险丝不跳闸，并且如果电流在额定电流和最大电流之间，则在取决于电流的延迟时间之后跳闸。可以使用保险丝来保护负载以及在电源和负载之间的电缆。保险丝的功能可以使用电子开关和驱动电路来实现。

发明内容

一个示例涉及电子电路。电子电路包括具有负载路径的电子开关和控制电路。控制电路被配置为驱动电子开关并在第一操作模式和测试模式之一中操作。控制电路包括测试模式输入端，并且被配置为基于在测试输入端处接收的测试信号在测试模式中操作。在第一操作模式中，控制电路被配置为基于电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，并且基于第一保护信号驱动第一电子开关。

另一个示例涉及一种方法。该方法包括在第一操作模式和测试模式之一中操作控制电路，该控制电路被配置以驱动电子开关。在测试模式中操作控制电路包括基于在控制电路的测试输入端接收的测试信号在测试模式中操作控制电路。在第一操作模式中操作控制电路包括基于电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，并且基于第一保护信号由控制电路驱动第一电子开关。

附图说明

下面参照附图解释实施例。附图用于说明某些原则，以便仅说明理解这些原理所需的方面。附图不按比例。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。

图1示意性地图示了具有电子开关和配置成驱动电子开关的控制电路的电子电路;

图2示出了控制电路的一个示例;

图3示出了图2中所示的控制电路中的驱动电路的一种操作方式;

图4示出了驱动电路的一个示例;

图5示出了控制电路的另一个示例;

图6示出了电子开关的一个示例;

图7示出了电子开关的另一个示例;

图8示出了包括在控制电路中的第一保护电路的一个示例;

图9示出了图8中所示的第一保护电路中的模数转换器（ADC）的一个示例;

图10A和10B示出了根据一个示例的ADC的特性;

图11示出了图8中所示的第一保护电路中的滤波器的一个示例;

图12示出了图8中所示的第一保护电路中的滤波器的另一个示例;

图13图示了包括在图12中所示的滤波器中的乘法器的操作;

图14示出了图8中所示的第一保护电路中的滤波器的另一个示例;

图15示出了图示滤波器的一种操作方式的时序图;

图16示出了包括在图8中所示的第一保护电路中的比较器电路的一个示例;

图17图示了包括第一保护电路（电线保护电路）和可选地第二保护电路（过电流保护电路）的电子电路的特性曲线;

图18图示了根据一个示例的根据时钟信号采样电流测量信号;

图19示出了时钟信号的时序图，该时钟信号包括多个时钟周期和在各个时钟周期内具有变化位置的时钟脉冲;

图20示出了被配置为从如图18中所示的时钟信号生成如图19中所示的时钟信号的电路的一个示例;

图21示出了图示图20中所示的电路的一种操作方式的时序图;

图22示出了根据另一示例的控制电路;

图23示出了图示图22中所示的控制电路的一种操作方式的时序图;

图24示出了根据另一示例的控制电路;

图25示出了图示图24中所示的控制电路的一种操作方式的时序图;

图26示出了根据另一示例的控制电路;

图27A和27B示出了图示在不同操作模式中图26中所示的控制电路的操作的时序图;

图28示出了根据另一示例的控制电路;

图29A-29C示出被配置为启动控制电路的测试模式的测试信号的时序图;

图30示出了在测试模式中由控制电路输出的信号的可能信号电平;

图31示出了在测试模式中信号的时序图；和

图32示出了根据另一示例的具有控制电路的电子电路。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考附图。附图形成说明书的一部分，并且通过图示的方式示出可以实践本发明的具体实施例。应当理解，除非另有特别说明，本文所述的各种实施例的特征可以彼此组合。

图1示出了电子电路的一个示例。电子电路包括具有控制节点21和第一负载节点22与第二负载节点23之间的负载路径的电子开关2。电子电路还包括耦合到电子开关2的控制节点21并被配置为驱动电子开关2的控制电路1。具有电子开关2和控制电路1的电子电路可以单片集成在一个半导体管芯（芯片）上，或者可以集成在一个集成电路封装中设置的两个半导体管芯中。电子电路被配置为驱动可以与电子开关2的负载路径串联连接的负载Z（图1中的虚线所图示），其中与电子开关2和负载Z的串联电路可以是连接在供电节点之间，其中正供电电位Vbat和负供电电位或接地电位GND可用。正供电节点和负供电节点之间的电压在下文中称为供电电压。

特别地，电子电路可以用于驱动汽车中的负载Z。在这种情况下，供应供电电压Vbat的电力源是汽车电池。“以驱动负载”可能包括通过接通或断开电子电路中的电子开关2来接通或断开负载。负载可以是汽车中使用的各种电负载中的任何一种。负载Z的示例包括但不限于不同类型的灯，不同类型的马达、继电器、加热***等。在图1中所示的示例中，电子开关2和负载Z在高侧配置中被连接。也就是说，负载Z连接在电子开关2和接地节点GND之间。然而，这只是一个例子。电子开关2和负载Z也可以在低侧配置中或也在任何其他配置中被连接。在低侧配置中，例如，负载Z连接在电子开关和正供电节点之间。

参考图1，负载Z可以经由导电电线连接到电子开关2。取决于电子电路和相应负载Z位于汽车中的位置，电线可能具有几十厘米或甚至更长的相当可观长度。现代汽车包括多个电负载，使得需要多条电线将各个负载连接到它们各自的电子开关。为了节约成本和资源，可能需要对各个电线进行定尺寸使得在长距离上它们承受与各自负载的额定电流相对应的电流。然而，如果电流上升到额定电流以上，则由于过热可能导致电线损坏或甚至被破坏。根据一个示例，因此，控制电路1具有监视通过电子开关2的负载电流I_L并在检测到过载情况时断开电子开关2以保护电线的功能。如果电子开关22未被断开以中断电源和电线之间的连接，则“过载情况”是可能导致电线被损坏或破坏的场景。这在此在下面进一步详细解释。由于电子电路被配置为接通和断开负载Z并保护电线，这在以下也称为开关和保护电路。

在图1中，电子开关2被示意性地绘制为包括开关的电路块。在下文中，术语“电子开关”旨在包括任何类型的电子开关或电子开关布置，其具有控制节点21和在第一负载节点22和第二负载节点23之间的负载路径，并且被配置为依赖于在控制节点21处接收到的驱动信号来接通和断开。“以接通”指在导通状态中操作电子开关2，其中电子开关2能够在第一负载节点22和第二负载节点23之间传导电流。“以断开”指在断开状态中操作电子开关2，其中电子开关2能够在第一负载节点22和第二负载节点23之间防止电流流动。根据一个示例，电子开关2包括至少一个晶体管。至少一个晶体管是例如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）、JFET（结型场效应晶体管）、BJT（双极结晶体管）或HEMT（高电子迁移率晶体管）。

在下文中，参考附图说明控制电路1及其功能的示例。特别地，参照附图所描绘的功能块解释控制电路1的功能。应当注意，这些功能块表示控制电路1的功能，而不是其具体实现。这些功能块可以是被配置为执行下面解释的相应功能的专用电路块。然而，通过在其上存储在存储器中的专用软件运行的可编程电路（处理器）执行各个功能块的功能也是可能的。

图2示出了控制电路1的一个示例。在该示例中，控制电路1包括第一保护电路4，其被配置为基于负载电流I_L的电流-时间特性来生成第一保护信号S4。“基于负载电流I_L的电流-时间特性来生成第一保护信号S4”可以包括为了生成第一保护信号S4，第一保护电路考虑负载电流I_L 的电流水平和电流历史。也就是说，第一保护电路4在一定时间段内评估负载电流I_L ，以便生成第一保护信号S4。为了能够评估负载电流I_L ，第一保护电路4接收电流测量信号CS，并且基于电流测量信号CS生成第一保护信号S4。根据一个示例，电流测量信号CS与负载电流I_L 成比例。在图2中所示的示例中，电流测量信号CS（其也可以称为电流感测信号）在电子开关2的感测输出端24处可用。在这种情况下，在电子开关2中集成被配置用于测量负载电流I_L 并提供电流测量信号CS的电流测量电路。然而，这只是一个例子。也可以使用与电子开关2分离的电流测量电路。

图2中所示的控制电路1被配置为分别基于第一保护信号S4和在电子电路和控制电路1的第一输入节点（输入引脚）P_IN上接收的输入信号S_IN来驱动电子开关2 。驱动电路3接收第一保护信号S4和输入信号S_IN，并且基于第一保护信号S4和输入信号S_IN生成驱动信号S3。驱动信号S3在电子开关2的控制节点21处被接收并且被配置为接通或断开电子开关2。可选地，驱动器51连接在驱动电路3和电子开关2的控制节点21之间。根据一个示例，驱动信号S3是具有指示希望接通电子开关2的接通电平，或指示希望断开电子开关2的关断电平的逻辑信号。可选驱动器51被配置为基于驱动信号S3的相应信号电平驱动电子开关2。电子开关2例如包括诸如MOSFET（如图2中示意性所示）的晶体管。MOSFET是受电压控制的半导体器件，其依赖于施加在栅极节点和源极节点之间的驱动电压而接通或断开。在该示例中，驱动器51被配置为基于驱动信号S3生成驱动电压，以便基于驱动信号S3来接通或断开电子开关2。

参照图3解释控制电路1，特别是驱动电路3的一种操作方式。图3示出了输入信号S_IN、第一保护信号S4和驱动信号S3的时序图。在所示的示例中，输入信号S_IN是具有接通电平或关断电平的逻辑信号。输入信号S_IN的接通电平指示希望接通电子开关2，并且关断电平指示希望断开电子开关2。只是为了解释的目的，在这个示例中，接通电平是高逻辑电平，并且关断电平是低逻辑电平。同样地，在图3中所示的示例中，驱动信号S3的接通电平被绘制为高电平，并且将关断电平绘制为低电平。在该示例中，第一保护信号S4也是具有两个不同信号电平的逻辑信号。在下文，指示希望断开电子开关2的第一保护信号S4的信号电平被称为保护电平或禁用电平（因为其禁用驱动电路3接通电子开关2）。仅为了说明的目的，在图3中所示的示例中，保护电平是高逻辑电平。以下将第一保护信号S4的其它信号电平称为使能电平（因为它使能驱动电路3基于输入信号S_IN驱动电子开关2）。在本示例中，使能电平是低信号电平。

参照图3，驱动电路3被配置成如果第一保护信号S4具有使能电平则基于输入信号S_IN来驱动电子开关2。也就是说，当通过生成驱动信号S3的接通电平使输入信号S_IN的信号电平从关断电平变成接通电平时驱动电路3接通电子开关2，并且当通过生成驱动信号S3的关断电平使输入信号S_IN的信号电平从接通电平变成关断电平时驱动电路3断开电子开关3。在图3中这被图示在时间实例t0和t1之间。当第一保护信号S4指示它希望断开电子开关3时，驱动电路3通过将驱动信号S3的信号电平从接通电平变成关断电平来断开电子开关2。这在图3中在当第一保护信号S4的信号电平变成保护电平时的时间实例t1处示出。

根据一个示例，驱动电路3将电子开关2保持在接通状态，即使第一保护信号S4变成使能电平并且输入信号S_IN在时间t1之后具有接通电平。也就是说，驱动电路3被锁定在将电子开关2保持在关断状态的操作状态直到其重置为止。根据一个示例，驱动电路3被配置成仅在输入信号S_IN的信号电平从接通电平变成关断电平并且从关断电平返回到接通电平之后再次接通电子开关2（也就是说重置驱动电路3）。在所示的示例中，输入信号S_IN的信号电平在时间实例t2变成关断电平并且在时间实例t3返回到接通电平，其中电子开关2在时间实例t3再次被接通。根据一个示例，只有在输入信号S_IN变成接通电平之前输入信号S_IN的关断电平盛行比预定义时间段更长的情况下驱动电路3被重置。也就是说，在图3中所示的示例中，只有在时间实例t2和t3之间存在预定义时间段的情况下驱动电路被重置。

图4示出被配置成根据图3中所示的时序图来驱动电子开关2的驱动电路3的一个示例。在该示例中，驱动电路3包括锁存器31（例如SR触发器）和逻辑门32（例如与门）。SR触发器在设置输入端S处接收第一保护信号S4，并且逻辑门接收输入信号S_IN和来自触发器31的反相输出端Q'的输出信号。输入信号S_IN被触发器31的重置输入端R接收。当保护信号S4从使能电平变成禁用电平（保护电平）时触发器31被设置，并且直到输入信号S_IN从关断电平变成接通电平为止不会被重置。当触发器31被设置时，它经由逻辑门32将驱动信号S3的信号电平变成关断电平直到触发器被重置为止。在触发器31已经被重置后，驱动信号S3再次被输入信号S_IN支配直到触发器31被再次设置为止。

根据另一示例，第一控制电路1除了包括第一保护电路4之外还包括至少一个另外保护电路。图5示出包括四个附加保护电路（第二保护电路52、第三保护电路53、第四保护电路54和第五保护电路55）的第一控制电路1的一个示例。这些保护电路是独立地，所以没必要实施所有这些保护电路52-55。也就是说，控制电路1可以被实施为具有这些附加保护电路52-55中的仅一个、两个或三个。

根据一个示例，第二保护电路52（其还可以被称为超温保护电路）被配置成测量电子开关2的温度并且基于测得的温度生成被驱动电路3接收的第二保护信号S52。根据一个示例，第二保护电路52被配置成生成当测得的温度高于预定义超温阈值时具有保护电平（禁用电平）并且当测得的温度低于超温阈值时具有使能电平的第二保护信号S52。第二保护信号S52的保护电平促使驱动电路3断开电子开关2，并且使能电平促使驱动电路3基于输入信号S_IN来驱动电子开关2。

根据一个示例，第三保护电路53（其还可以被称为过电流保护电路）被配置成监视负载电流I_L以便检测过电流并基于该检测生成第三保护信号S53。在该示例中，第三保护电路53接收电流测量信号CS并被配置成将电流测量信号CS与过电流阈值相比较。第三保护电路53被配置成当电流测量信号CS高于过电流阈值时生成第三保护信号S53的保护电平，并且当电流测量信号CS低于过电流阈值时生成第三保护信号S53的使能电平。第三保护信号S53的保护电平促使驱动电路3断开电子开关2，并且使能电平促使驱动电路3基于输入信号S_IN来驱动电子开关2。

根据一个示例，第四保护电路54（其还可以被称为过电压保护电路）被配置成测量电子开关2的负载路径电压V2并且基于测得的负载路径电压V2生成第四保护信号S54。根据一个示例，第四保护电路54被配置成当测得的负载路径电压V2高于预定义过电压阈值时生成第四保护信号S54的保护电平，并且当测得的负载路径电压V2低于过电压阈值时生成第四保护信号S54的使能电平。第四保护信号S54的保护电平促使驱动电路3接通电子开关2，并且使能电平促使驱动电路3基于输入信号S_IN来驱动电子开关2。以高电压接通电子开关2可以保护电子开关2免受损坏或甚至被破坏。

根据一个示例，第五保护电路55（其还可以被称为温差保护电路）被配置成基于电子开关2中的温度和控制电路1中的温度之间的温差来生成第五保护信号。根据一个示例，第五保护电路55被配置成当温差高于预定义的温差阈值时生成第五保护信号S55的保护电平。该第五保护电路55可以包括电子开关2中的第一温度传感器和控制电路1中的第二温度传感器以分别测量电子开关2和控制电路1中的温度。根据一个示例，超温保护电路52和温差保护电路55可以使用同一温度传感器。

根据一个示例，驱动电路3被配置成以与前面参照图3所解释的相同的方式来基于保护信号S4、S52-S55中的每一个操作电子开关2。也就是说，驱动电路3可以被配置成在电子开关2已经因为保护信号S4、S52-S54中的一个被断开之后仅在输入信号S_IN已变成关断电平并返回接通电平之后再次接通电子开关2。

图6示出电子开关2的一个示例。在该示例中，电子开关2包括第一晶体管25（其在下文中被称为负载晶体管）和第二晶体管26（其在下文中被称为感测晶体管）。负载晶体管25和感测晶体管26是同一晶体管类型的晶体管。仅为了说明的目的，在图6中所示的示例中，负载晶体管25和感测晶体管26是MOSFET（特别地n型MOSFET）。负载晶体管25在漏极节点D和源极节点S之间具有负载路径（漏-源路径）。负载晶体管25的负载路径形成电子开关2的负载路径。也就是说，负载晶体管25的负载路径被连接在电子开关2的第一负载节点22和第二负载节点23之间。负载晶体管25的栅极节点G被连接到电子开关2的控制节点21。第二晶体管26的栅极节点G被连接到控制节点21，并且第二晶体管26的漏极节点D被连接到第一晶体管25的漏极节点D。参照上文，MOSFET（诸如负载晶体管25和感测晶体管26）是根据在栅极节点G和源极节点S之间接收到的驱动电压（栅-源电压）来驱动的压控半导体器件。当第一晶体管25在从控制电路1接收到高于第一晶体管25的阈值电压的驱动电压之后处于接通状态时，负载晶体管25传导负载电流I_L。在图6中所示的电子开关2中，感测晶体管26以与第一晶体管25相同的操作点操作，所以通过第二晶体管26的感测电流I_S与负载电流I_L成比例。负载电流I_L和感测电流I_S之间的比例因子由负载晶体管25的尺寸和感测晶体管26的尺寸之间的比率给出。根据一个示例，负载晶体管25和感测晶体管26中的每一个都包括多个晶体管单元。在这种情况下，负载电流I_L和感测电流I_S之间的比例因子k_ILIS = I_L/I_S由第一晶体管25的晶体管单元数目n₂₅和第二晶体管26的晶体管单元数目n₂₆之间的比率给出，即k_ILIS =n₂₅/n₂₆。

在图6中所示的电子开关2中，感测晶体管26通过调节电路以与第一晶体管25相同的操作点操作。该调节电路包括可变电阻器28，其由运算放大器27来控制以使得第二晶体管26的源极节点S处的电位等于第一晶体管25的源极节点S处的电位。为此，运算放大器27在输入端处接收第一晶体管25的源极电位和第二晶体管26的源极电位。根据一个示例，可变电阻器28是MOSFET，特别地p型MOSFET 28。在图6中所示的电子开关2中，电流测量信号CS等于感测电流I_S。

图7示出图6中所示的电子开关2的修改。在该示例中，电子开关2包括两个或更多感测晶体管26₁-26_n1。这些感测晶体管26₁-26_n1中的每一个都具有连接到控制节点21的其栅极节点和连接到负载晶体管25的漏极节点D的其漏极节点。感测晶体管26₁-26_n1中的每一个都以与第一晶体管25相同的操作模式来操作。为此，与图6中所示的调节电路27、28相对应的调节电路27₁-27_n1, 28₁-28_n1被耦合在每个感测晶体管26₁-26_n1的相应源极节点S和负载晶体管25的源极节点之间。这些调节电路27₁-27_n1, 28₁-28_n1中的每一个都以与负载晶体管25相同的操作点来操作相关联的感测晶体管26₁-26_n1，以使得由各个感测晶体管26₁-26_n1提供的感测电流I_S1-I_Sn1与负载电流I_L成比例。由选择电路29根据各个感测电流I_S1-I_Sn1来生成总感测电流I_S（其等于电流测量信号CS）。该选择电路接收各个感测电流I_S1-I_Sn1，并基于选择信号S29来将感测电流I_S1-I_Sn1中的一个或多个一直传递到总感测信号可用的输出端。一般来说，总感测信号I_S由下式给出：

（1），

其中a_i是0或者1并且依赖于选择信号S29。在图7中所示的电子开关2中，可以用选择信号S29来调整比例因子k_ILIS。根据一个示例，感测晶体管26₁-26_n1具有相同的尺寸，以便可以通过改变耦合到选择电路29的输出端的感测晶体管的数目来调整不同的比例因子（k_ILIS因子）。根据另一示例，感测晶体管26₁-26_n1具有不同的尺寸，以便可以通过改变耦合到选择电路29的输出端的感测晶体管的数目并通过选择感测晶体管26₁-26_n1中的哪个/哪些被耦合到选择电路29的输出端来调整不同k_ILIS因子。

图8示出被配置成基于电流测量信号CS来生成第一保护信号S4的第一保护电路4的一个示例。在图8中所示的示例中，第一保护电路4包括电流到电压转换器41，其接收电流测量信号CS并生成测量电压V41。根据一个示例，电流到电压转换器41包括接收电流测量信号CS（其等于感测电流I_S）的电阻器411，并且测量电压V41是电阻器411两端的电压。可选地，具有电容器412和另一电阻器413的RC电路与电阻器411并行连接。该RC电路412、413可以用来对测量电压V41的非希望电压尖峰进行滤波。如果RC电路被采用，则测量电压V41是RC电路的电容器412两端的电压。

模拟到数字转换器（ADC）42接收作为ADC输入信号的测量电压V41并且基于输入信号V41来输出ADC输出信号S42。滤波器43接收ADC输出信号S42并且根据ADC输出信号S42来生成滤波器输出信号S43。比较器电路44接收滤波器输出信号S43并且基于该滤波器输出信号S43来生成第一保护信号S4。

图9示出ADC 42的一个示例。在该示例中，ADC 42包括多个比较器421₁-421_q。这些比较器421₁-421_q中的每一个都在第一输入端处接收输入信号V41并且在第二输入端处接收相应的参考电压VREF₁-VREF_q。在本示例中，第一输入端是相应比较器421₁-421_q的非反相输入端并且第二输入端是相应比较器421₁-421_q的反相输入端。参考电压VREF₁-VREF_q是不同的。根据一个示例（如图9中所示），使用具有多个电阻器423₁-423_q的串联电路来生成参考电压VREF₁-VREF_q。该串联电路接收可以等于由各比较器中的一个421_q接收到的参考电压VREF_q的参考电压。其他参考电压VREF₁-VREF₄在串联电路的各接头处可用。采样和编码电路422从比较器421₁-421_q接收比较器信号S421₁-S421_q，根据时钟信号CLK来对这些比较器信号S421₁-S421_q采样，并且根据通过对比较器信号S421₁-S421_q进行采样获得的采样值来生成ADC输出信号S42。比较器信号S421₁-S421_q中的每一个在相应比较器421₁-421_q的输出端处可用并且指示输入信号V41是否比由相应比较器421₁-421_q接收到的参考电压VREF₁-VREF_q更高。

参考电压VREF₁-VREF_q定义q+1个电压间隔，<V_REF1, [V_REF1,V_REF2], [V_REF2, V_REF3],...,[V_REFq-1, V_REFq] 以及 >V_REFq。比较器信号S421₁-S421_q一起定义ADC的状态，其中ADC可以具有q+1个不同状态，每一个都与之前解释的电压间隔中的一个相关联。例如，当输入信号V41在第一间隔<V_REF1中时ADC处于第一状态，当输入信号V41在第二间隔[V_REF1,V_REF2]中时ADC处于第二状态，以此类推。编码电路422被配置成将ADC 42的不同状态映射到输出信号S42。根据一个示例，输出信号S42包括一系列数字字S42[k]，其中这些数字字S42[k]中的每一个都表示ADC在一个采样时间处的状态。采样时间由时钟信号CLK来定义。

根据一个示例，ADC是线性ADC。在这种情况下，参考电压VREF₁-VREF_q中的每一个都通过i·VREF来给出，其中i是从1, 2, 3, 4,..., q中选择的。采样和编码电路422例如被配置成生成输出信号S42的数字字S42[k]，以使得数字字表示在采样时间输入信号V41所处于的电压间隔。如果输入信号V41处于第一间隔（低于V_REF1）则由采样和编码电路422输出的二进制字例如是零，如果输入信号V41处于第二间隔（高于V_REF1，但比V_REF2更低）则由采样和编码电路422输出的二进制字是1，以此类推。在线性ADC的情况下，在采样时间的输入电压V41是近似的（即当量化误差被忽略时）。

V41[k] = S42[k]·VREF (2)

由ADC输出的二进制字S42[k]的位的数目依赖于ADC可以呈现的不同状态。根据一个示例，ADC可以具有十六个不同状态。在这种情况下，二进制字具有p=4 (=ld(16), 其中ld=log₂)个位。

根据另一示例，ADC是对数ADC。在这种情况下，参考电压VREF₁ - VREF_q中的每一个是下一较低参考电压的倍数。也就是说，VREF_i=z·VREF_i-1，其中i是从1, 2, 3, 4,..., q中选择的。例如，z=2。在这种情况下，参考电压VREF₁-VREF_q中的每一个可以被表示为：

VREF_i=2^i-1·VREF₁=2^i-1·VREF₁。

图10A示出对数ADC的特性曲线的一个示例。也就是说，图10A示出依赖于输入信号V41[k]在采样时间k的值的等同于由ADC 42在采样时间k输出的二进制字S42[k]的十进制。在图10A中，以对数标度来绘制输入信号。图10B示出在z=2的情况下以线性标度在图10A中所示的曲线的一段。为了容易说明，图10A示出具有8个不同状态和3个位输出的对数ADC的特性曲线。然而，这仅是一个示例。可以从图10A中所示的曲线容易地导出具有例如16个状态和4个位的对数ADC的特性曲线。

在具有图10A中所示特性曲线的对数ADC中，如下在一个采样时间k输出的二进制字S42[k]与在采样时间k的输入信号V41[k]相关联：

V41[k] = 0 如果 S42[k]=0 (3a)

V41[k] = z^S42[k]-1·VREF 如果S42[k]≠0 (3b)

因此，如果输入信号V41[k]不同于零，特别地大于VREF，则S42[k]表示V41[k]对基数z的对数。根据一个示例，z=2。更准确地，因为ADC输出信号S41的位数目是受限的（有限的），则S42[k]表示V41[k]对基数z的经过四舍五入的对数。

因为ADC输入信号V41表示电流测量信号CS并且电流测量信号CS表示负载电流I_L，所以ADC输出信号S41表示负载电流I_L。根据一个示例，第一保护电路4被配置成保护电子开关2和负载Z之间的电线免受过热。在该示例中，滤波器43被配置成基于由ADC 42提供的电流测量信号CS的采样来接近于电线的温度。它可以示出，由下式给出电缆中的温度T_W。

T_W[k] = (1-α)·T_W[k-1] + R_EL·R_TH·I_L ²[k]·α (4a)

其中T_W[k]是在一个采样时间的温度，T_W[k-1]是在前一采样时间的温度，I_L ²[k]是负载电流I_L在采样时间的平方，R_EL是电线的电阻并且R_TH是电线的热阻。1-α在0和1之间并且考虑一个采样时段的持续时间（也就是说两个采样时间k和k-1之间的时间差）和电线的热辐射。一般来说，1-α随着采样频率减小而减小。此外，电线可以越好地以热的形式向环境辐射能量，1-α越低。根据一个示例，

(4b)

其中Δt是两个采样时间k和k-1之间的时间差并且τ是定义引入到电缆中的能量以热量的形式多快地消散的电缆的时间常数。R_EL、R_TH和τ是常数并且依赖于电线的具体类型、电线的材料、电线直径等等。应用某些数学变换，等式（4a）可以被变换成：

也就是说，电线在采样时间k的经过加权的温度β·T_W[k]仅依赖于在采样时间k-1的温度、负载电流I_L在采样时间k的平方以及1-α。α、R_EL和R_TH被包括在加权因子β中。

应该指出，T_W[k]和T_W[k]不表示电线的绝对温度，而是由流过电缆的负载I_L引起的温度变化。即如果负载电流I_L为零或者如果负载电流I_L已经成为零足够长的时间以使由负载电流I_L引入电缆的能量完全消散，则T_W[k]和T_W[k]可以是零。

图11示出滤波器43的一个示例。图11中所示的滤波器基于ADC 42是上文解释的对数ADC的假设。即，ADC被配置成基于输入信号V41和多个不同参考电压（图9中的VREF₁-VREF_q）进行比较来生成ADC输出信号S42，其中由z（例如，z为2）给出每个参考电压VREF_i和下一更低参考电压VREF_i-1之间的比率。在这种情况下，ADC输出信号S42表示负载电流I_L的对数。因为负载电流的对数与负载电流的平方的对数成比例（log_z(I_L ²) = 2·log_z(I_L)），所以ADC输出信号S42还表示负载电流I_L的平方。因此，当使用对数ADC 42时，不存在计算表示滤波器43中的负载电流I_L的信号的平方的需要。这帮助降低在电子电路中实施滤波器43所需的尺寸。

如果ADC输出信号S42表示负载电流I_L而不是负载电流I_L的平方，则由计算单元434（在图11中用虚线来图示）来计算信号S42的平方。然而，为了解释的目的，假设ADC输出信号S42表示负载电流I_L的对数以使得计算单元434可以被省略。

图11中所示的滤波器43被配置成如下基于ADC输出信号S42来计算滤波器输出信号S43的每个值S43[k]：

S43[k] = (1-α)·S43[k-1] + S42[k] (5)

在等式（4）和（5）中，k和k-1指代离散时间变量（离散采样时间）。参照上文，ADC输出信号S42和滤波器输出信号S43每个都包括一系列二进制字，其中在每个新的时钟周期输出新的值。根据一个示例，滤波器43根据支配对输入信号V42（表示ADC 42中的电流测量信号CS）进行采样的同一时钟信号CLK来操作。根据一个示例，k指代在一个时钟周期中的采样时间并且k-1指代时钟周期k直接前一个的时钟周期中的采样时间。因此，在等式（5）中，S43[k]指代在一个时钟周期k中的滤波器值输出，S43[k-1]指代在前一时钟周期k-1中的滤波器值输出，并且S42[k]指代时钟周期k中的ADC输出值。将等式（5）和（4c）进行比较，可以看出如果滤波器输入信号S42[k]表示负载电流I_L的平方，则滤波器输出信号S43表示经过加权的电线温度β·T_W[k]。

在图11中示出了被配置成根据等式（5）生成滤波器输出信号S43的滤波器43的一个示例。该滤波器43包括加法器431，其接收ADC输出信号S42和反馈回路的输出信号。反馈回路包括延迟元件432和乘法器433。该延迟元件432接收滤波器输出信号S43并且将滤波器输出信号延迟一个时钟周期。乘法器433使经过延迟的滤波器输出信号S43乘以1-α，以使得反馈回路的输出信号等于(1-α)·S43[k-1]。当然，延迟元件432和乘法器433在反馈回路中的位置可以被改变。

图12示出图11中所示的滤波器43的修改。作为对使经过延迟的滤波器输出值S43[k-1]乘以1-α的乘法器433的代替，图12中所示的滤波器43包括使经过延迟的滤波器输出值S43[k-1]乘以α的乘法器434和从经过延迟的滤波器输出值S43[n-1]减去乘法器434的输出信号的减法器435。根据一个示例，α是2^-N，其中N是整数。在这种情况下，由乘法器434执行的乘法可以通过简单寄存器移位操作来执行。这是参照图13来解释的。

图13示出经过延迟的滤波器输出值S43[k-1]的一个示例。仅仅为了解释的目的，假设滤波器输出值是具有十二个位的二进制字，来自该十二个位的八个位表示整数部分并且四个位表示小于1的输出值的部分。可以通过简单地将S43[k-1] 的位向右移位N个位置来获得使S43[k-1]乘以2^-N的结果（其中在所示的示例中N=4）。

图14示出图12中所示的滤波器43的修改。在图14中所示的滤波器中，通过乘法器436使经过延迟的输出值S43[k-1]乘以因子A，并且在B个时钟周期中仅从S43[k-1] 减去一次。在图14中，这通过开关437来表示，在B个时钟周期中该开关437仅被闭合一次，也就是说当k mod B=0时，在这里k指代时钟周期，mod指代取模运算，并且B指代在开关436被接通之前允许通过多少个时钟周期。在负载电流I_L在B个时钟周期内没有显著变化以使得S43在B个时钟周期上基本不变的假设下，滤波器43根据等式（5）来计算输出值S43[k]，在这里α=A/B。例如，A=2^-N，所以可以通过参照图13解释的移位操作来实现由乘法器436执行的乘法。然而，使用开关437允许具有不同于2^-N的α的值。

参照图11、12和14解释的滤波器（特别地与对数ADC组合）能够基于加法和/或减法计算电缆在一个采样时间k的经过加权的温度并且不需要乘法。特别地，它不需要乘以滤波器输入信号S42[k]（其表示当使用对数ADC时负载电流I_L的平方）与依赖于电线的参数（诸如R_EL、R_TH或α），如等式（4a）所暗示的。然而，这些依赖于电线的参数被包括在表示电线的经过加权的温度的滤波器输出信号S43[k]中。更具体地，滤波器输出信号S43[k]表示从流过电线的电流得到的温度的经过加权的增加。

在图15中示出滤波器43的一种操作方式。图15示出负载电流I_L和滤波器输出信号S43的时序图。因为滤波器43的积分特性，滤波器输出信号S43遵从负载电流I_L。当负载电流I_L在某一时间段内恒定时，滤波器输出信号S43接近与负载电流I_L的相应水平相关联的信号电平。在图15中所示的示例中，滤波器输出信号S43的信号电平的变化是由在图15中所图示的时间段上负载电流I_L的变化引起的。图15中所示的时序图中的阴影线区域表示在其中电子开关2频繁接通和断开的时间段。在该时间段中，滤波器输出信号S43基本恒定。图15示出电子电路和与其连接的负载Z的正常操作模式。在该示例中，当电子开关2被接通时负载电流具有预定义的电流水平并且当电子开关2被断开时负载电流为零。由滤波器输出信号表示的电线的温度依赖于负载电流I_L（特别依赖于负载电流的电流-时间特性，即依赖于电流水平和某一水平盛行多长时间）而变化。当电子开关2被断开足够长的时间以使电线消散由负载电流I_L引入的热能时，电线的温度等于电线的环境温度。应该指出，在滤波器输出信号S43中不考虑环境温度。滤波器输出信号S43仅表示由通过负载电流I_L引入能量和通过热辐射消散能量所引起的电线的温度变化。

图15中所示的时序图表示以下场景：在其中电子开关2被断开足够长的时间以使滤波器输出信号S43减小到起始值S43₀，或者在其中负载电流I_L低于由ADC 43的最低参考电压（例如图9中的VREF₁）表示的电流水平足够长的时间以使滤波器输出信号S43继续停留在起始值或减小到起始值S430。起始值例如为零。当电子开关2接通时，滤波器输出信号增大并且如果电流盛行足够长的时间则接近由电流水平定义的信号电平。滤波器输出信号S43增大的比率以及在某一时间之后它所接近的信号电平依赖于负载电流I_L的电流水平。

图16示出比较器电路44的一个示例。在该示例中，比较器电路44包括（数字）比较器441，其接收滤波器输出信号S43和阈值信号S43_TH。参照上文，滤波器输出信号S43表示从负载电流I_L以及从要被消散的热量产生的温度变化。滤波器输出信号S43中没有考虑电线的环境温度。用环境温度加上由滤波器输出信号S43表示的温差来给出电线的绝对温度。阈值信号S43_TH表示作为负载电流I_L的结果被允许在电缆中出现的最大温差。如果滤波器输出信号S43达到温度阈值S43_TH，则比较器电路4生成第一保护信号S4的保护电平（禁用电平）以便断开电子开关。根据一个示例，阈值信号S43_TH表示电线可以承受的最大温度和在正常操作场景中在电线的环境中可能出现的最大环境温度之间的差。在该示例中，只有在环境温度处于其最大值的情况下电线可以达到最大温度。如果环境温度低于最大值，则当滤波器输出信号S43达到阈值S43_TH且比较器电路44断开电子开关2时电线的绝对温度低于最大温度。在图16中所示的示例中，比较器441在非反相输入端处接收滤波器输出信号S43并且在反相输入端处接收阈值信号S43_TH。在比较器441的输出端处可得到第一保护信号S4。

参照上文，滤波器输出信号S43[k]表示滤波器温度T_W[k]的加权和，而加权因子β包括电线参数，诸如R_EL、R_TH和α。因此，根据一个示例，阈值信号S43_TH也依赖于这些电线参数，所以对于不同类型的电线，S43_TH可以是不同的。

图17示出图示由第一保护电路4提供的保护功能的两个示例。图17示出具有不同横截面的电线的特性曲线。特别地，图17示出各个电线的I²t曲线。这些曲线中的每一个都表示多个电流以及与各个电流相关联的时间。与一个电流相关联的时间是电线在不被损坏或破坏的情况下可以承受相应电流的时间。各个曲线都基于公式I² _L·t=c，其中c是依赖于相应电线的横截面面积和电线可以承受的温度变化的常数。从根本来说，电线可以承受某一电流的时间会随着横截面面积增大而增大。在图17中，用111标记的曲线表示具有第一横截面面积的第一电线的特性曲线并且用121标记的曲线表示具有比第一横截面面积更大的第二横截面面积的第二电线的特性曲线。用虚线绘制的曲线110图示适配第一电线的第一保护电路4的行程曲线，并且用虚线绘制的曲线120图示适配第二电线的第一保护电路4的行程曲线。参照上文，可以通过适配滤波器43中的α和比较器电路44中的S43_TH来将第一保护电路4适配成保护具体电线。“行程曲线”表示多个电流以及与各个电流相关联的时间，而与电流相关联的时间是在经由驱动电路3断开电子开关2之前第一保护电路4允许流过相应电流的时间。

如从图17可以看到的，第一保护电路4保护相应电线。即每一情况中在某一电流流动足够长时间以达到由电线的特性曲线表示的与该电流相关联的时间段之前第一保护电路4都断开第一电子开关2。

在图17中，曲线130表示过流保护电路53的行程曲线。每一情况中当负载电流达到最大电流水平I_LMAX时，过流保护电路53都断开第一电子开关。当第一保护电路4和过流保护电路53有效时，第一保护电路4可以在低于最大电流水平I_LMAX的电流处断开电子开关2（如果这些电流流动比所允许的时间更长（即比由相应行程曲线定义的时间更长）的话），并且过流保护电路53防止负载电流I_L上升到高于最大电流水平I_LMAX。

参照上文，ADC 42以由时钟信号CLK支配的采样时间对表示电流测量信号CS的输入信号V42进行采样。如果负载电流I_L的频率小于采样频率的一半则ADC输出信号S42是电流测量信号CS的良好表示，并且因此是负载电流I_L的良好表示。这根据奈奎斯特定理。然而，如果负载电流I_L的频率多于采样频率的一半，则可能发生在其中ADC输出信号S42不会正确表示负载电流I_L的情况。这参照图18来解释。

图18示出根据一个示例的负载电流I_L的时序图。在该示例中，负载电流I_L是其中频率等于采样频率的周期性信号。此外，图18示出在ADC 42中支配电流测量信号CS的采样的时钟信号CLK的时序图。仅仅为了解释的目的，假设每次时钟信号CLK的信号脉冲具有上升沿时由ADC 42对电流测量信号CS进行采样。在图18中用圆圈符号图示由此获得的采样值。在本示例中，当负载电流I_L具有局部最小值时振荡负载电流I_L和时钟信号CLK之间的相移使得负载电流I_L被采样。在这种情况下，由ADC输出信号S42表示的负载电流小于通过电缆的平均负载电流。如果时钟信号CLK相对于负载电流I_L的相移例如使得每次信号电平靠近局部最大值时电流测量信号CS都被采样，则由ADC输出信号S42表示的负载电流I_L高于平均负载电流。在图18中，这由用虚线绘制的信号脉冲以及用方形符号图示的采样值图示。可以通过增大采样频率来避免这一问题。然而，增大采样频率需要在预定义时间段中处理更多采样值。

在图19中示出不会增大要在预定义时间段中处理的采样数目但是会解决上文阐述的问题的一种方法。在该示例中，存在可能具有相同长度的时间上连续的采样时段的一个序列。在这些采样时段的每一个中电流测量信号CS（由ADC输入信号V42表示）被采样一次。然而，各个采样时段内的采样时间是随机或伪随机选择的。在图19中，这由在各个采样时段内具有不同时间位置的时钟信号CLK'的信号脉冲图示。在该示例中，各个采样时段中的每个都具有持续时间T。信号脉冲（时钟脉冲）的“时间位置”是相对于相应采样时段的开始或结束的时间位置。这些采样时段中的每一个都由图19中的其持续时间T来表示。通过在各个采样周期T内随机或伪随机地选择采样时间，获得电流测量信号CS的不同采样值，即使电流测量信号CS具有的频率等于各个采样时段开始时的频率。在图18中用水平线来图示通过使用如图19中所示的时钟信号CLK'而获得的采样值。如可以看到的，在电流测量信号CS的一个时段的不同位置处获得这些采样值，以便这些采样值提供电流测量信号CS的更好表示。

根据一个示例，图19中所示的类型的经过修改的时钟信号CLK'是通过将每个采样周期T细分成n3个子周期而从图18中所示的周期性时钟信号CLK获得的，其中这些子周期中的每一个的持续时间是由T/n3给出的。在每个采样周期T中，这些子周期中的每一个是随机或伪随机选择的并且在相应子周期中生成信号脉冲。图20示出被配置成以这种方式生成时钟信号CLK'的电路45。

该电路45例如被包括在第一保护电路4中并且接收时钟信号CLK且将经过修改的时钟信号提供给ADC 42。在这种情况下，图9中所示的采样和编码电路422接收经过修改的时钟信号CLK'而不是时钟信号CLK。可以仍基于时钟信号CLK来操作滤波器43。

参照图20，电路45包括以时钟信号CLK的频率的n3倍操作的延迟元件系列（链）451₁-451_n3。这些延迟元件被串联连接。以时钟信号CLK的频率的n3倍操作延迟元件451₁-451_n3意味着由延迟元件的第一个451₁接收到的时钟信号CLK的信号脉冲以时钟信号CLK的频率的n3倍“行进”通过该延迟元件系列。也就是说，在信号脉冲被输入到该延迟元件链之后由第一延迟元件451₁在T/n3输出该信号脉冲，在其在输入端被接收到之后由延迟元件的第二个451₂在2T/n3输出,以此类推。这在图21中被图示，在这里时钟信号CLK的时序图和各个延迟元件的输出信号被图示在时钟信号的一个周期T中。

电路45还包括多个逻辑门454₀-454_n3，它们是例如与门。这些逻辑门中的一个454₀接收时钟信号CLK并且这些逻辑门中的其他一些454₁-454_n3接收相应延迟元件451₁-451_n3的每一个的输出信号S451₁-S451_n3以及选择信号S453的一个位。用编码器基于由信号发生器452生成的随机或伪随机信号S452来生成选择信号S453。该随机或伪随机信号S452例如包括二进制字序列，其中一个二进制字是每个采样时段中的输出并且定义信号脉冲要在其中被生成的子时段。如果例如一个采样时段被细分成8（=n3+1）个子时段，则信号S452的二进制字可以具有3个位。一般来说，如果一个采样时段被细分成n3+1个子时段，则由信号发生器452输出的二进制字具有至少log₂(n3+1)个位。

编码器453基于从信号发生器452接收的每个二进制字来生成具有选择信号S453的n3+1个位的相应二进制字。通过相应的逻辑门454₀-454_n3来接收这些n3+1个位中的每一个。每个时钟周期中的该二进制字将时钟信号CLK或延迟元件451₁ – 451_n3的输出信号451₁– 451_n3中的一个选择为经过修改的时钟信号CLK'，其中该选择可以随着时钟周期而改变。根据一个示例，编码器453生成二进制字使得这些位中的仅一个为 “1”且其他位为“0”。在一个时钟周期中接收到“1”的与门所接收的输出信号是该时钟周期中的经过修改的时钟信号CLK'。该经过修改的时钟信号CLK'被耦合到逻辑门454₀-454_n3的输出端的另一逻辑门455输出。该其他逻辑门455例如是或门。

根据一个示例，信号发生器452是伪随机信号发生器并且包括线性反馈移位寄存器（LFSR）。根据一个示例，信号发生器接收时钟信号CLK并在每个时钟周期中生成新的伪随机二进制字。LFSR的输出值不是随机的。特别地，可以存在若干连续输出值之间的相关性。根据一个示例，为了避免被编码器453接收到的连续输出值之间的相关性，LFSR以比时钟信号CLK的频率更高的频率接收时钟信号并且仅LFSR的每第m个输出值被用来生成选择信号S453。根据一个示例，m是5、7或高于7。可替代地，编码器使用从信号发生器452接收到的仅第m个输出值来生成经过修改的时钟信号CLK'。

根据一个示例，控制电路1以及因此电子电路可以在至少两种不同操作模式中操作。根据一个示例，该至少两种不同操作模式包括第一操作模式和第二操作模式。根据一个示例，与控制电路1在第一操作模式中执行的功能集合相比，控制电路1在第二操作模式中执行的功能集合被减少。根据一个示例，控制单元1被配置成执行第二操作模式中的基本功能集合，并且被配置成执行第一操作模式中的基本功能集合和至少一个附加功能。因此，控制单元1在第二操作模式中的功率消耗低于在第一操作模式中的。

根据一个示例，控制电路1的基本功能集合包括：基于输入信号S_IN驱动电子开关2，监视负载电流I_L以及生成超温保护信号S52和生成过流保护信号S53中的至少一个。根据一个示例，该至少一个附加功能包括生成第一保护信号（电线保护信号）S4。在下文中，第一操作模式还被称为电线保护模式，并且第二操作模式还被称为空闲模式。

图22示出被配置成在至少两个不同操作模式之一中操作的控制电路1的一个示例。在该示例中，控制电路1包括被配置成选择相应操作模式的操作模式控制器6。根据一个示例，控制电路1至少依赖于负载电流I_L（特别地当负载电流I_L降至低于预定义电流阈值时）进入第二操作模式。在下文中该电流阈值被称为空闲模式阈值。根据一个示例，操作模式控制器6使用附加准则来进入第二操作模式。这些准则包括例如：包括在第一保护电路4中的滤波器43（图22中未示出）的输出信号S43、电子开关2中的温度和控制电路1中的温度之间的温差、以及环境温度。表示温差的信号在图22中被称为dT，并且表示环境温度的信号在图22中被称为aT。根据一个示例，仅在以下准则中的至少一个被满足的情况下控制电路进入第二操作模式：（a）滤波器输出信号S43为零；（b）电子开关2中的温度和控制电路1中的温度之间的温差dT低于预定义温度阈值；（c）环境温度低于预定义温度阈值；（d）电子开关2的接通电阻高于预定义电阻阈值。根据一个示例，使用超温检测电路52中的温度传感器和控制电路1中的另一温度传感器（在图中未示出）来测量温差dT。根据一个示例，通过控制电路1中的温度传感器或通过超温保护电路中的温度传感器来测量环境温度。电子电路2的接通电阻是电子开关处于接通状态的电阻。通过电子开关2在接通状态的负载路径电压V2除以负载电流来给出接通电阻R_ON = V2/I_L。根据一个示例，控制电路1被配置成基于由过压保护电路测得的负载路径电压V2和电流感测信号CS来计算接通电阻R_ON。如果接通电阻R_ON低于预定义电阻阈值，则这可以指示电子开关2被损坏以使得控制电路1不进入空闲模式。

操作模式控制器6可以接收电流测量信号CS或来自第一保护电路4中的ADC 42（参见图8）的输出信号S42以监视负载电流I_L并基于该信号S42或CS来在第一和第二操作模式之一中操作控制电路1。根据一个示例，操作模式控制器6生成指示控制电路1是处于空闲模式还是处于电线保护模式的状态信号S_IDLE。在下文中该状态信号还被称为内部状态信号。状态电路7被配置成接收内部状态信号S_IDLE并在控制电路1的输出引脚P_STATUS处输出状态信号S_STATUS。除了内部状态信号S_IDLE之外，状态电路7还从第一保护电路（电线保护电路）4中的ADC 42（图22中未示出）接收ADC输出信号S42。ADC 42可以是线性ADC或对数ADC。

根据一个示例，状态电路7被配置成生成状态信号S_STATUS，以使得当操作模式从第二模式变成第一模式时状态信号S_STATUS具有唤醒脉冲，并且在唤醒脉冲之后其基于ADC输出信号S42。这在图23中被图示，图23示出负载电流I_L、内部状态信号S_IDLE和外部状态信号S_STATUS的时序图。根据一个示例，当负载电流I_L升至高于预定义电流阈值I_L-TH时，操作模式从第二操作模式变成第一操作模式。根据一个示例（图23中所示），状态电路以如由图23中的时钟周期T所图示的时钟控制方式来操作。在该示例中，状态电路7在时钟周期（其在负载电流跨过阈值I_L-TH的时钟周期之后）中生成唤醒脉冲。此外，在负载电流I_L已跨过阈值I_L-TH之后的下一时钟周期的开始处内部状态信号S_IDLE从指示控制电路1处于空闲模式的信号电平变成指示控制电路1处于电线保护模式的信号电平。仅仅为了解释的目的，在图23中所示的示例中用高信号电平来表示空闲模式并且用内部状态信号S_IDLE的低信号电平来表示电线保护模式。

当内部状态信号S_IDLE指示操作模式已变成电线保护模式时，状态信号7生成唤醒脉冲。根据一个示例，该唤醒脉冲被用来“唤醒” 例如生成控制电路1的输入信号S_IN的微控制器。在唤醒脉冲之后，状态电路7通过ADC输出信号S42到状态输出端P_STATUS。通过使用ADC输出信号S42，微控制器例如可以执行外部保护功能。“外部保护功能”是由外部电路（诸如微处理器）执行的保护功能。基于该外部保护功能，微控制器可以通过生成输入信号S_IN的关断电平来断开电子开关2。根据一个示例，唤醒脉冲具有适合于被处于休眠模式的微处理器检测的信号电平。

图24示出图22中所示的控制电路1的修改。在该控制电路1中，状态电路7被配置成经由另一输入节点P_{ST_ENABLE}来接收使能信号S_{ST_ENABLE}。例如通过接收状态信号S_STATUS的外部电路（未示出）来生成该使能信号S_{ST_ENABLE}。在该示例中，状态电路7被配置成仅在通过使能信号S_{ST_ENABLE}请求时经由处于空闲模式和电线保护模式的状态信号S_STATUS来输出状态信息。这在图25中被图示，在这里示出负载电流I_L、外部状态信号S_STATUS、内部状态信号S_IDLE和使能信号S_{ST_ENABLE}的时序图。参照图25，使能信号S_{ST_ENABLE}可以具有两个信号电平，使得状态电路7能够输出状态信息的第一电平和使得状态电路7禁止输出状态信息的第二电平。仅仅为了说明的目的，在图25中示出的该示例中使能状态电路7的电平是高电平和禁用状态电路7的电平是低电平。参照图25，如果被处于空闲模式的使能信号S_{ST_ENABLE}使能，则状态电路7输出指示控制电路1处于空闲模式的信号脉冲。该信号脉冲不同于唤醒脉冲。根据一个示例，指示空闲模式的信号脉冲的电平低于唤醒脉冲的电平。如果被处于电线保护模式的使能信号S_{ST_ENABLE}使能，则状态电路7将ADC输出信号S42作为状态信息来输出。与状态信号S_{ST_ENABLE}的信号电平无关地，当控制电路1从空闲模式变成电线保护模式时状态电路7输出唤醒脉冲。用改变其信号电平的内部状态信号S_IDLE来表示该变化。

根据一个示例，比例因子k_ILIS在空闲模式和电线保护模式是不同的。根据一个示例，k_ILIS在空闲模式中比在电线保护模式中更小，以使得在负载电流I_L的给定信号电平，感测电流I_S（其可以等于电流测量信号CS）以及因此ADC输出信号在空闲模式中比在电线保护模式中更高。因此，可以更精确地测量在空闲模式中出现的较小电流。在图24中图示通过操作模式控制器6输出控制信号S29（参照图7其调整比例因子k_ILIS）来依赖于操作模式改变比例因子。在图25中示意性地图示当控制电路从第二操作模式变成第一操作模式时比例因子k_ILIS的变化。

参照上文，控制电路1在电线保护模式中具有的功能的一个或多个可以在空闲模式中去激活以便与电线保护模式相比减小控制电路1在空闲模式中的功率消耗。参照图24，控制电路1可以包括被连接在对于正供电电位V_BAT的供电节点和接地电位GND之间的电源电路54。该电源电路54被配置成基于各供电节点之间可用的供电电压来为控制电路1的各个功能块生成供电电压。根据一个示例，通过控制电源电路54，操作模式控制器6被配置成将激活的一些功能块保持在空闲模式中。

根据一个示例，除了第一操作模式（电线保护模式）和第二操作模式（空闲模式）之外，控制电路1可以在其他操作模式中操作。下面参照图26来解释这些其他操作模式中的一些。图26示出图22中所示的控制电路1的修改，状态使能输入P_{ST_ENABLE}是可选的并因此在图26中用虚线图示。图26中所示的控制电路1包括其他输入端P_CC，在下文中其被称为电容性充电输入端。该输入端P_CC被耦合到操作模式控制器6并且用来在第三操作模式（在下文中其被称为电容性充电模式）中操作控制电路1。在之前解释的空闲模式或电线保护模式中，当负载电流I_L达到预定义过流阈值时过流保护电路53断开电子开关2。当例如负载Z是在电子开关2接通之前已经被放电的电容性负载时，高涌入电流可以在电子开关2接通时流动，以使得负载电流I_L可以在电容性负载已经被充电并且负载电流I_L再次减小之前达到过流阈值。在图27A中图示控制电路1在空闲模式或电线保护模式中的此类操作。

图27A示出输入信号S_IN、负载电流I_L、驱动信号S3和在输入端P_CC处接收的电容性充电信号S_CC的时序图。在空闲模式或电线保护模式中，电容性充电信号S_CC具有指示控制电路1没有在电容性充电模式中操作的信号电平。仅仅为了解释的目的，在图27A中所示的示例中该信号电平是低电平。如可以从图27A中看到的，在有线保护模式或空闲模式中，当负载电流I_L达到过流阈值OC时控制电路1断开电子开关2。

图27B示出图27A中所示的相同信号在电容性充电模式中的时序图。在该操作模式中，电容性充电信号S_CC具有指示希望在电容性充电模式中操作控制电路1的信号电平。仅仅为了解释的目的，该信号电平在图27B中所示的示例中为高电平。在电容性充电模式中，控制电路1被配置成将负载电流I_L调节到电流阈值OL。该电流阈值OL可以是下文的过电流阈值OC。

为了控制负载电流I_L，在图26中所示控制电路1可以包括调节器8。该调节器8被连接在控制节点21和第二负载节点23之间并且被配置成依赖于负载电流I_L来调节驱动电压（其在MOSFET中是栅-源电压）。为了获得关于负载电流I_L的信息，调节器8或者接收电流测量信号CS（如所示）或者接收第一保护电路4中的ADC的输出信号S42。调节器8被配置成调节驱动电压以使得负载电流I_L等于电容性充电模式中的希望电流水平。根据一个示例，当负载电流I_L已达到电流阈值OL时通过操作控制器6来激活调节器8。为此，操作模式控制器6接收电流测量信号或ADC的输出信号S42。当调节器8有效时，它调节电子开关的驱动电压V_GS以使得负载电流受限于电流阈值OL。

根据一个示例，控制电路1被配置成保护电线保护模式中的不同类型的电线。在这种情况下，控制电路1包括另一输入端P_W，在下文中它被称为电线类型输入端。在电线类型输入端P_W处接收到的信号S_W将第一保护电路4调整到由信号S_W所表示的电线的相应类型。特别地，信号S_W可以以上文解释的方式调整滤波器43中的参数α和/或比较器电路44中的阈值信号S43_TH。

根据一个示例，控制电路1被配置成当负载电流低于空闲模式阈值时监视负载电流I_L。“进行监视”可以包括将负载电流I_L与泄露电流阈值相比较，该泄露电流阈值低于空闲模式阈值并与零不同。将负载电流与泄露电流阈值相比较可以包括将电流感测信号CS与相应阈值进行比较。根据一个示例，控制电路1被配置成当高于泄露电流阈值的负载电流I_L已经被检测了比预定义时间段更长的时间时输出指示存在过度泄露电流的信号。根据一个示例，该信号是经由状态输出端P_STATUS而输出的。根据一个示例，与电流感测信号CS进行比较以生成过度泄露电流信号的阈值是可调整的。根据另一示例，该阈值是固定的，但是控制电路1被配置成调整k_ILIS因子以使得可以经由k_ILIS因子来调整触发过度泄露电流信号的生成的泄露电流的电流水平。

图28示出根据另一示例的控制电路1。除了第一操作模式（电线保护模式）和第二操作模式（空闲模式）之外，图28中所示的控制电路1可以在另一操作模式中操作，该另一操作模式在下文中被称为测试模式。为此，控制电路1包括输入引脚P_TEST，其在下文中被称为测试引脚。经由测试引脚P_TEST，控制电路1被配置成接收测试信号S_TEST。该测试信号S_TEST指示控制电路1是否要在测试模式中操作。根据一个示例，可以在测试模式中测试控制电路1的若干功能。在该示例中，测试信号S_TEST指示它希望测试控制电路1以及各功能中的哪些要被测试。图28中所示的控制电路1包括前面参照图26解释的状态输出端P_STATUS。经由该状态输出端P_STATUS，控制电路1可以输出不同于测试模式的操作模式（诸如例如电线保护模式）中的电流测量信号CS或ADC输出信号S42。在上文参照图26来解释这一点。在图28中所示的控制电路1中，不仅状态电路7被耦合到状态输出端P_STATUS而且测试电路9也被耦合到状态输出端P_STATUS。测试电路9接收电流测量信号CS或ADC输出信号S42（如所示）、输入信号S_IN、以及来自要被测试的功能块的信号。

参照图29A-29C来解释控制电路1可以如何在测试模式中操作的一个示例。这些图示出测试信号S_TEST的时序图。根据一个示例，测试信号S_TEST或者具有恒定电平（在图28中所示的示例中其是低电平），或者包括周期性出现的信号脉冲。恒定电平指示它不希望在测试模式中操作控制电路1。信号脉冲指示它希望在测试模式中操作控制电路。根据一个示例，可以在测试模式中测试不同功能。在该示例中，用脉冲出现的频率来限定要被测试的功能。根据一个示例，不仅脉冲出现的频率依赖于要被测试的功能而变化，而且它们的持续时间也依赖于要被测试的功能而变化。根据一个示例，信号脉冲的持续时间是一个循环周期的50%。这些脉冲可以被视为占空比为50%的脉冲宽度调制（PWM）脉冲。

仅仅为了解释的目的，假设在测试模式中可以测试三个不同功能。图29A-29C示出测试信号S_TEST可以具有以便将要被测试的功能（功能块）用信号通知给操作模式控制器6的时序图的示例。例如，这些三个不同功能或功能块包括过流保护电路52以及其功能、超温保护电路52以及其功能、以及增量（delta）温度功能。增量温度功能将上文解释的电子开关2和控制电路1之间的温差dT与温差阈值相比较。应该注意，这些仅是可以被测试的功能的示例。操作模式控制器6和测试电路9不被约束成仅测试这些功能。

测试信号S_TEST例如包括处于第一频率f1的信号脉冲（如图29A中所示），以便以第二频率f2测试过流保护电路53（如图29B中所示），以便并且以第三频率f3测试超温保护电路52（如图29C中所示），以便测试dT功能。仅仅为了解释的目的，在图29A-29C中所示的示例中f1=2f2=3f3。在这些图中，除了测试信号S_TEST的时序图之外，还指示在其中控制电路1处于测试模式的时间段。

参照上文，可以在测试模式中测试过流保护电路。该过流保护电路53接收电流测量信号CS并且将电流测量信号CS与过流阈值相比较。为了测试过流保护电路53的功能，操作模式控制器6被配置成在测试模式中当额定电流流过电子开关2时将过流阈值设置成负载电流I_L要达到的水平。为了测试过流保护电路53，电子开关2被输入信号S_IN支配成接通，然而当在测试模式中过流保护电路53生成过流保护信号S53的保护电平时过流保护电路53通过测试。

根据另一示例，控制电路1被配置成在测试模式中测试超温保护电路52。该超温保护电路52被配置成测量电子开关2的温度并且将测得的温度与超温阈值相比较，然而当测得的温度高于超温阈值时超温保护电路52生成超温保护信号S52的保护电平。为了测试超温保护电路52，电子开关2被输入信号S_IN控制成接通并且超温阈值被降低，以便在正常操作条件下（诸如额定电流流过电子开关2），测得的温度达到降低了的阈值。当测得的温度达到降低了的温度阈值时超温保护电路52通过测试，以便超温保护信号S52在测试模式期间具有保护电平。

类似地，为了测试温差保护电路54，电子开关2被输入信号S_IN控制成接通并且温差阈值被降低，以便在正常操作条件下（诸如额定电流流过电子开关2），测得的温差达到降低了的阈值。当测得的温度达到降低了的温度阈值时温差保护电路54通过测试，以便温差保护信号S54在测试模式期间具有保护电平。

测试电路9被配置成依赖于测试结果来改变引脚P_STATUS处的信号S_STATUS的信号电平。根据一个示例，当测试失败时测试电路9输出失败电平，并且当功能已经被成功测试时输出通过电平。根据一个示例，针对要被测试的不同功能输出不同通过电平。例如，当过流保护电路53已经被成功测试时输出第一通过电平，当超温保护电路52已经被成功测试时输出第二通过电平，并且如果增量温度功能已经被成功测试时输出第三通过电平。在图29中图示失败电平和通过电平的示例。

图31示出测试模式中的信号的时序图。特别地，图31示出测试信号S_TEST、输入信号S_IN和状态信号S_STATUS的时序图。在图31中还指示在某些时间段被测试的功能。仅仅为了说明的目的，图31示出两个不同测试场景中的时序图。当操作模式控制器基于测试信号S_TEST已经检测到各功能中的哪个功能要被测试时，与测试过流保护功能有关的第一测试场景开始。根据一个示例，操作模式控制器被配置成检测在PWM测试信号的一个时段之后要被测试的功能。在过流测试模式中，当输入信号S_IN具有接通电平时并且当过流保护电路53通过测试时，测试电路9输出第一通过电平。当过流保护电路53未能通过测试时，测试电路9在输入信号S_IN具有接通电平的时间段中输出失败电平。等同地，在超温测试模式中，当输入信号S_IN具有接通电平时并且当超温保护电路52通过测试时，测试电路9输出第二通过电平。

根据一个示例，如图31中所示，测试电路9在状态输出端S_STATUS输出不同于零的信号电平，其指示控制电路1处于测试模式。该信号电平可以被称为测试电平。根据一个示例，控制电路1一进入测试模式，控制电路1就输出测试电平。该测试电平不同于失败电平和通过电平。

在上文解释的示例中，控制电路1包括输入端并且被配置成基于在该输入端处接收到的输入信号S_IN的信号电平来驱动电子开关2。根据另一示例，该输入端被省略并且控制电路基于由控制电路1接收的供电电压来驱动电子开关2。参照下面的图32来解释这一点。图32中所示的电子电路基于图26中所示的电子电路。然而，基于供电电压而不是输入信号S_IN来驱动电子开关2的概念可以被应用于也在上文被解释的其他电子电路中的每一个。

在图32中所示的电子电路中，电源电路54接收供电电压。根据一个示例，控制电路1被配置成被电源接收到的供电电压一足够高到使电源为控制电路1中的其他电路（特别地驱动电路3）供电就接通电子开关2。等同地，控制电路1被配置成当供电电压降至低于某一供电阈值时断开电子开关2。

可以以与上文解释的相同的方式在控制电路中实施上文解释的保护功能，诸如电线保护功能、过流保护功能或超温保护功能。即，当各保护信号中的一个具有保护电平时断开电子开关2。根据一个示例，控制电路1在电子开关2已经基于各保护信号中的一个被断开之后将电子开关2保持在关断状态，直到控制电路1被重置为止。在该示例中，重置控制电路1包括将供电电压降低到低于供电阈值并将供电电压增加回到高于供电阈值。根据一个示例，控制电路仅在供电电压低于供电阈值达预定义时间段情况下被重置。

上文解释的各方面中的一些涉及：

A1. 一种电子电路，包括：电子开关，其包括负载路径；以及控制电路，其被配置成驱动电子开关，其中该控制电路被配置成至少基于电子开关的负载电流的水平来在第一操作模式和第二操作模式之一中操作，其中在第一操作模式中控制电路被配置成基于负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号并且基于该第一保护信号来驱动电子开关，并且其中该控制电路被配置成生成状态信号以使得当操作模式从第二操作模式变成第一操作模式时该状态信号具有唤醒脉冲，并且在唤醒脉冲之后生成表示负载电流的水平的信号电平。

A2. 根据条款A1的电子电路，其中该控制电路被配置成在第一操作模式中在电子电路的状态输出端处连续输出表示负载电流的水平的信号电平。

A3. 根据条款A1或A2的电子电路，其中该控制电路被配置成接收轮询信号；并且在第一操作模式中该控制电路被配置成仅在通过轮询信号请求时输出表示负载电流的水平的信号电平。

A4. 根据条款A3的电子电路，其中该控制电路还被配置成在第二操作模式中在通过轮询信号请求时输出不同于唤醒脉冲的状态脉冲。

A5. 根据条款A1到A4中的一项的电子电路，其中该控制电路被配置成当负载电流达到预定义阈值时将操作从第二操作模式变成第一操作模式。

A6. 根据条款A1到A5中的一项的电子电路，其中该控制电路包括第一保护电路，其被配置成生成第一保护信号并且包括：模拟到数字转换器（ADC），其被配置成接收表示负载电流的ADC输入信号并且输出包括一系列值的ADC输出信号以使得各值中的每一个都表示ADC输入信号的相应采样；滤波器，其被配置成接收ADC输出信号并且输出滤波器信号；以及比较器电路，其被配置成基于将滤波器输出信号与预定义阈值进行比较来生成第一保护信号。

A7. 根据条款A6的电子电路，其中该ADC是对数ADC，其被配置成生成ADC输出信号以使得该系列值中的各值都表示ADC输入信号的相应采样的对数。

A8. 根据条款A6的电子电路，其中被配置成输出表示通过负载路径的电流的水平的信号电平的该控制电路包括被配置成输出ADC输出信号的控制电路。

A9. 根据条款A1到A8中的一项的电子电路，其中该控制电路还包括被配置成接收输入信号的输入端，并且其中该控制电路被配置成基于第一操作模式和第二操作模式二者中的输入信号来驱动电子开关。

A10. 根据条款A1到A9中的一项的电子电路，其中该控制电路被配置成在第一操作中生成第一保护信号并且在第二操作模式中不生成。

A11. 根据条款A1到A10中的一项的电子电路，还包括：电流测量电路，其被配置成测量负载电流并且提供与负载电流成比例的电流测量信号，其中被配置成基于负载电流来在第一操作模式或第二操作模式中操作电子电路的该控制电路包括被配置成基于电流测量信号来在第一操作模式或第二操作模式中操作电子电路的控制电路。

A12. 根据条款A11的电子电路，其中该控制电路包括被配置成基于电流测量信号来提供ADC输出信号的ADC，并且其中被配置成基于电流测量信号来在第一操作模式或第二操作模式中操作的该控制电路包括被配置成基于ADC输出信号来在第一操作模式或第二操作模式中操作的控制电路。

A13. 根据条款A11的电子电路，其中该控制电路被配置成将负载电流和电流测量信号之间的比例因子调整成在第一操作模式中具有第一值并且在第二操作模式中具有低于第一值的第二值。

A14. 一种方法，包括：基于通过电子电路中的电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号；至少基于负载电流的水平来在第一操作模式和第二操作模式之一中操作电子电路；以及生成状态信号以使得当操作从第二操作模式变到第一操作模式时该状态信号具有唤醒脉冲，并且在唤醒脉冲之后具有表示负载电流的水平的信号电平。

A15. 根据条款A14的方法，其中在第一操作模式中生成状态信号包括连续输出表示负载电流的水平的信号电平。

A16. 根据条款A14或A15的方法，其中在第一操作模式中生成状态信号包括：由电子电路来接收轮询信号；以及仅在通过轮询信号请求时输出表示负载电流的水平的信号电平。

A17. 根据条款A16的方法，还包括：在第二操作模式中，在通过轮询信号请求时输出不同于唤醒脉冲的状态脉冲。

A18. 根据条款A15到A17中的一项的方法，其中至少基于负载电流的水平来在第一操作模式和第二操作模式之一中操作电子电路包括：当负载电流达到预定义阈值时将操作从第二操作模式变成第一操作模式。

A19. 根据条款A14到A18中的一项的方法，还包括：由电子电路来接收输入信号，以及基于第一操作模式和第二操作模式二者中的输入信号来驱动电子开关。

A20. 根据条款A14到A19中的一项的方法，还包括：在第一操作中生成第一保护信号并且在第二操作模式中不生成。

A21. 根据条款A14到A20中的一项的方法，还包括：测量负载电流并且提供与负载电流成比例的电流测量信号，其中基于负载电流来在第一操作模式或第二操作模式中操作电子电路包括基于电流测量信号来在第一操作模式或第二操作模式中操作电子电路。

A22. 根据条款A21的方法，其中负载电流和电流测量信号之间的比例因子在第一操作模式中具有第一值并且在第二操作模式中具有低于第一值的第二值。

B1. 一种电子电路，包括：电子开关，其包括负载路径；第一保护电路，其被配置成基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号；以及驱动电路，其被配置成基于该第一保护信号来驱动电子开关，其中该第一保护电路包括：对数模拟到数字转换器（ADC），其被配置成接收表示负载电流的ADC输入信号并且输出包括一系列值的ADC输出信号以使得各值中的每一个都表示ADC输入信号的相应采样；滤波器，其被配置成对ADC输出信号滤波并且输出滤波器输出信号；以及比较器电路，其被配置成基于将滤波器输出信号与预定义阈值进行比较来生成第一保护信号。

B2. 根据条款B1的电子电路，其中该滤波器被配置成计算ADC输出信号的多个连续值的加权和并且基于该加权和来生成滤波器输出信号。

B3. 根据条款B2的电子电路，其中被配置成计算ADC输出信号的多个连续值的加权和的该滤波器包括通过S43[k] = S42[k] + (1-α)·S43[k-1]来计算滤波器输出信号的一个值S43[k]，在这里S42[k]是ADC输出信号的一个值，S43[k-1]是滤波器输出信号的前一个值，并且1-α是常数，其中1-α <1。

B4. 根据条款B3的电子电路，其中该滤波器被配置成仅基于一个或多个寄存器移位操作以及一个或多个求和来计算(1-α)·S43[k-1]。

B5. 根据条款B1到B4中的一项的电子电路，还包括：第一输入端，其被配置成接收输入信号，其中该驱动电路还被配置成基于输入信号来驱动电子开关。

B6. 根据条款B5的电子电路，其中该驱动电路被配置成当第一保护信号具有使能电平时基于输入信号来切换电子开关，当输入信号具有接通电平且第一保护信号具有禁用电平时断开电子开关，以及在电子开关已经通过第一保护信号的禁用电平被断开之后，当第一保护信号具有禁用电平时且在输入信号已从关断电平变成接通电平之后接通第一电子开关。

B7. 根据条款B1到B6中的一项的电子电路，还包括：第二输入端，其被配置成接收表示预定义阈值的信号。

B8. 根据条款B1到B7中的一项的电子电路，还包括：第二保护电路，其被配置成仅基于负载路径电流的电流水平来生成第二保护信号。

B9. 根据条款B1到B8中的一项的电子电路，还包括：第三保护电路，其被配置成基于电子开关的温度来生成第三保护信号。

B10. 根据条款B1到B9中的一项的电子电路，其中该电子开关包括从由以下各项组成的组中选择的至少一个设备：MOSFET；IGBT；BJT；JFET；和GaN HEMT。

B11. 一种方法，包括：基于通过电子开关的负载路径的电流的电流-时间特性来生成第一保护信号；以及基于该第一保护信号来驱动电子开关，其中生成第一保护信号包括：由对数模拟到数字转换器（ADC）来接收表示负载电流的ADC输入信号并且输出包括一系列值的ADC输出信号以使得各值中的每一个都表示ADC输入信号的相应采样；由滤波器来对ADC输出信号滤波并且输出滤波器输出信号；以及由比较器电路来基于将滤波器输出信号与预定义阈值进行比较生成第一保护信号。

B12. 根据条款B11的方法，其中由滤波器来对ADC输出信号滤波包括计算ADC输出信号的多个连续值的加权和以及基于该加权和来生成滤波器输出信号。

B13. 根据条款B12的方法，其中计算ADC输出信号的多个连续值的加权和包括通过S43[k] = S42[k] + (1-α)·S43[k-1]来计算滤波器输出信号的一个值S43[k]，在这里S42[k]是ADC输出信号的一个值，S43[k-1]是滤波器输出信号的前一个值，并且1-α是常数，其中1-α <1。

B14. 根据条款B13的方法，其中仅基于一个或多个寄存器移位操作以及一个或多个求和来计算(1-α)·S43[k-1]。

B15. 根据条款B11到B14中的一项的方法，还包括：基于输入信号来驱动电子开关。

B16. 根据条款B15的方法，其中基于输入信号来驱动电子开关包括：当第一保护信号具有使能电平时基于输入信号来切换电子开关，当输入信号具有接通电平且第一保护信号具有禁用电平时断开电子开关，以及在电子开关已经通过第一保护信号的禁用电平被断开之后，当第一保护信号具有禁用电平时且在输入信号已从关断电平变成接通电平之后接通第一电子开关。

B17. 根据条款B11到B16中的一项的方法，还包括：仅基于负载路径电流的电流水平来生成第二保护信号。

B18. 根据条款B11到B17中的一项的方法，还包括：基于电子开关的温度来生成第三保护信号。

B19. 根据条款B11到B18中的一项的方法，其中该电子开关包括从由以下各项组成的组中选择的至少一个设备：MOSFET；IGBT；BJT；JFET；和GaN HEMT。

C1. 一种电子电路，包括：电子开关，其包括负载路径；第一保护电路，其被配置成基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号；驱动电路，其被配置成基于该第一保护信号来驱动电子开关，其中该第一保护电路包括：模拟到数字转换器（ADC），其被配置成接收表示负载电流的ADC输入信号，以便在多个连续采样时段的每一个中对ADC输入信号采样一次，并且输出包括一系列值的ADC输出信号以使得各值中的每一个都表示ADC输入信号的相应采样，其中ADC被配置成在每个采样时段中伪随机地选择采样时间。

C2. 根据条款C1的电子电路，其中被配置成在每个采样时段中伪随机地选择采样时间的该ADC包括被配置成基于线性反馈移位寄存器的输出信号来选择采样时间的ADC。

C3. 根据条款C1或C2的电子电路，其中被配置成在每个采样时段中伪随机地选择采样时间的该ADC包括被配置成从每个采样时段中的固定数目的采样时间选择采样时间的ADC。

C4. 根据条款C1到C3中的一项的电子电路，其中该ADC是对数ADC。

C5. 根据条款C1到C4中的一项的电子电路，还包括：第一输入端，其被配置成接收输入信号，其中该驱动电路还被配置成基于输入信号来驱动电子开关。

C6. 根据条款C5的电子电路，其中该驱动电路被配置成当第一保护信号具有使能电平时基于输入信号来切换电子开关，当输入信号具有接通电平且第一保护信号具有禁用电平时断开电子开关，以及在电子开关已经通过第一保护信号的禁用电平被断开之后，当第一保护信号具有禁用电平时且在输入信号已从关断电平变成接通电平之后接通第一电子开关。

C7. 根据条款C1到C6中的一项的电子电路，其中该电子开关包括从由以下各项组成的组中选择的至少一个设备：MOSFET；IGBT；BJT；JFET；和HEMT。

C8. 一种方法，包括：基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，其中生成第一保护信号包括：由模拟到数字转换器（ADC）来接收表示负载电流的ADC输入信号，在多个连续采样时段的每一个中对ADC输入信号采样一次，以及输出包括一系列值的ADC输出信号以使得各值中的每一个都表示ADC输入信号的相应采样，其中在多个连续采样时段的每一个中对ADC输入信号采样一次包括在每个采样时段中的伪随机选择的采样时间处对ADC输入信号进行采样。

C9. 根据条款C8的方法，其中在每个采样时段中的伪随机地选择的采样时间处对ADC输入信号采样包括基于线性反馈移位寄存器的输出信号来选择采样时间。

C10. 根据条款C8或C9的方法，其中在每个采样时段中伪随机地选择的采样时间处对ADC输入信号采样包括从每个采样时段中的固定数目的采样时间选择采样时间。

C11. 根据条款C8到C10中的一项的方法，其中该ADC是对数ADC。

C12. 根据条款C8到C11中的一项的方法，还包括：基于输入信号来驱动电子开关。

C13. 根据条款C12的方法，其中基于输入信号来驱动电子开关包括：当第一保护信号具有使能电平时基于输入信号来切换电子开关，当输入信号具有接通电平且第一保护信号具有禁用电平时断开电子开关，以及在电子开关已经通过第一保护信号的禁用电平被断开之后，当第一保护信号具有禁用电平时且在输入信号已从关断电平变成接通电平之后接通第一电子开关。

C14. 根据条款C8到C13中的一项的方法，其中该电子开关包括从由以下各项组成的组中选择的至少一个设备：MOSFET；IGBT；BJT；JFET；和HEMT。

D1. 一种电子电路，包括：电子开关，其包括负载路径；控制电路，其被配置成驱动电子开关，其中该控制电路被配置成在至少两个操作模式之一中操作，其中该至少两个操作模式包括第一操作模式和第二操作模式，其中控制电路在第二操作模式中被配置成执行基本功能集合，并且在第一操作模式中被配置成执行基本功能集合以及至少一个附加功能，其中该至少一个附加功能包括基于电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号以及基于该第一保护信号来驱动第一电子开关。

D2. 根据条款D1的电子电路，其中该控制电路被配置成基于第一操作模式和第二操作模式中的输入信号来驱动电子开关。

D3. 根据条款D1或D2的电子电路，其中该控制电路被配置基于由控制电路在第一操作模式和第二操作模式中接收到的供电电压来驱动电子开关，其中该供电电压被配置成对控制电路供电。

D4. 根据条款D1到D3中的一项的电子电路，其中该基本功能集合包括：监视负载电流以及当负载电流达到预定义过流阈值时断开电子开关。

D5. 根据条款D1到D4中的一项的电子电路，其中该基本功能集合包括：监视电子开关的温度以及当温度达到预定义超温阈值时断开电子开关。

D6. 根据条款D4或D5的电子电路，其中该至少两个操作模式还包括第三操作模式，其中在第三操作模式中该控制电路被配置成监视负载电流并且当负载电流达到过流阈值时调节负载电流。

D7. 根据条款D6的电子电路，其中被配置成调节负载电流的该控制电路包括被配置成将负载电流调节成具有基本等于过流阈值的目标电平的控制电路。

D8. 根据条款D1到D7中的一项的电子电路，其中该控制电路包括第一保护电路，其被配置成生成第一保护信号并且包括：模拟到数字转换器（ADC），其被配置成接收表示负载电流的ADC输入信号并输出ADC输出信号；滤波器，其被配置成对ADC输出信号滤波并且输出滤波器输出信号；以及比较器电路，其被配置成基于将滤波器输出信号与预定义阈值进行比较来生成第一保护信号。

D9. 根据条款D8的电子电路，还包括另一输入端，其被配置成接收表示预定义阈值的信号。

D10. 根据条款D1到D9中的一项的电子电路，其中该控制电路还包括状态输出端，并且其中该控制电路还被配置成当操作从第二操作模式变成第一操作模式时在状态输出端处生成唤醒脉冲。

D11. 根据条款D1到D10中的一项的电子电路，其中该控制电路被配置成基于负载电流和至少一个其他参数来进入第二操作。

D12. 根据条款D11的电子电路，其中该至少一个其他参数是从由以下各项组成的组中选择的：被配置成生成第一保护信号的第一保护电路的滤波器中的滤波器输出信号；电子开关中的温度和控制电路中的温度之间的温差；电子电路的环境温度；以及电子开关的接通电阻。

D13. 一种方法，包括：操作被配置成在至少两个操作模式之一中驱动电子开关的控制电路，其中该至少两个操作模式包括第一操作模式和第二操作模式，其中在第二操作模式中进行操作包括由控制电路来执行基本功能集合，并且在第一操作模式中进行操作包括由控制电路来执行基本功能集合以及至少一个附加功能，其中该至少一个附加功能包括基于电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号以及基于该第一保护信号来驱动第一电子开关。

D14.根据条款D13的方法，其中在第一操作模式和第二操作模式中进行操作包括由控制电路基于输入信号来驱动电子开关。

D15. 根据条款D13或D14的方法，其中在第一操作模式和第二操作模式中进行操作包括基于由控制电路接收到的供电电压来驱动电子开关，其中该供电电压被配置成对控制电路供电。

D16. 根据条款D13到D15中的一项的方法，其中该基本功能集合包括：监视负载电流以及当负载电流达到预定义过流阈值时断开电子开关。

D17. 根据条款D13到D16中的一项的方法，其中该基本功能集合包括：监视电子开关的温度以及当温度达到预定义超温阈值时断开电子开关。

D18. 根据条款D16或D17的方法，其中该至少两个操作模式还包括第三操作模式，其中在第三操作模式中进行操作包括监视负载电流并且当负载电流达到过流阈值时由控制电路来调节负载电流。

D19. 根据条款D18的方法，其中调节负载电流包括将负载电流调节成具有基本等于过流阈值的目标电平。

D20. 根据条款D13到D19中的一项的方法，还包括：当操作从第二操作模式变成第一操作模式时由控制电路在状态输出端处生成唤醒脉冲。

D21. 根据条款D13到D20中的一项的方法，还包括：基于负载电流和至少一个其他参数通过控制电路进入第二操作。

D22. 根据条款D21的方法，其中该至少一个其他参数是从由以下各项组成的组中选择的：被配置成生成第一保护信号的第一保护电路的滤波器中的滤波器输出信号；电子开关中的温度和控制电路中的温度之间的温差；电子电路的环境温度；以及电子开关的接通电阻。

E1. 一种电子电路，包括：电子开关，其包括负载路径；控制电路，其被配置成驱动电子开关并且被配置成在第一操作模式和测试模式之一中操作，其中该控制电路包括测试模式输入端并且被配置成基于在测试输入端处接收的测试信号来在测试模式中操作，并且其中在第一操作模式中的控制电路被配置成基于电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号并且基于第一保护信号来驱动第一电子开关。

E2. 根据条款E1的电子电路，其中该控制电路被配置成确定测试信号的占空比并且基于所确定的占空比来测试控制电路的至少两个不同功能之一以便获得测试结果。

E3. 根据条款E1或E2的电子电路，其中该控制电路包括状态输出端，并且其中该控制电路在测试模式中被配置成在状态输出端处输出状态信号。

E4. 根据条款E3的电子电路，其中该控制电路被配置成依赖于测试结果来改变状态信号的信号电平。

E5. 根据条款E4的电子电路，其中该控制电路被配置成如果测试结果指示功能已通过测试则输出通过电平，并且如果测试结果指示功能未能通过测试则输出失败电平。

E6. 根据条款E4或E5的电子电路，其中该失败电平不依赖于被测功能。

E7. 根据条款E4到E6中的一项的电子电路，其中该通过电平依赖于被测功能。

E8. 根据条款E1到E7中的一项的电子电路，其中该控制电路还包括被配置成接收输入信号的驱动输入端，其中该控制电路被配置成第一操作模式中基于输入信号来驱动电子开关。

E9. 根据条款E8的电子电路，其中该控制电路被配置成在测试模式中仅在输入信号具有接通电平情况下生成通过电平和失败电平之一。

E10. 根据条款E8或E9的电子电路，其中该控制电路被配置成在测试模式中如果输入信号具有关断电平则输出不同于通过电平、失败电平和零的信号电平。

E11. 一种方法，包括：在第一操作模式和测试模式之一中操作被配置成驱动电子开关的控制电路，其中在测试模式中操作控制电路包括基于在控制电路的测试输入端处接收的测试信号来在测试模式中操作控制电路，并且其中在第一操作模式中操作控制电路包括基于电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号并且基于该第一保护信号由控制电路来驱动第一电子开关。

E12. 根据条款E11的方法，其中在测试模式中操作控制电路包括确定测试信号的占空比并且基于所确定的占空比来测试控制电路的至少两个不同功能之一以便获得测试结果。

E13. 根据条款E11或E12的方法，其中在测试模式中操作控制电路包括在状态输出端处输出状态信号。

E14. 根据条款E13的方法，其中在状态输出端处输出状态信号包括依赖于测试结果来改变状态信号的信号电平。

E15. 根据条款E14的方法，其中依赖于测试结果来改变状态信号的信号电平包括：如果测试结果指示功能已通过测试则输出通过电平，并且如果测试结果指示功能未能通过测试则输出失败电平。

E16. 根据条款E15的方法，其中该失败电平不依赖于被测功能。

E17. 根据条款E15或E16的方法，其中该通过电平依赖于被测功能。

E18. 根据条款E11到E17中的一项的方法，其中在第一操作模式中操作控制电路包括：基于输入信号来驱动电子开关。

E19. 根据条款E18的方法，其中在测试模式中操作控制电路包括仅在输入信号具有接通电平情况下生成通过电平和失败电平之一。

E20. 根据条款E18或E19的方法，其中在测试模式中操作控制电路包括如果输入信号具有关断电平则输出不同于通过电平、失败电平和零的信号电平。

尽管已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是对本领域技术人员来说显而易见的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以作出将实现本发明的某一些优点的各种改变和修改。对本领域那些相当熟练的技术人员来说将显然的是，可以适当替代执行相同功能的其他部件。应该提到，参照具体的图解释的特征可以与其他图的特征组合，甚至在这没有被明确提到的那些情况下。此外，可以以使用适当处理器指令的所有软件实施方式或以利用硬件逻辑和软件逻辑的组合来实现相同结果的混合实施方式来实现本发明的方法。意图使对本发明概念的此类修改被所附权利要求覆盖。

为了易于对解释一个元件相对于第二元件的定位的描述使用空间上的相对术语（诸如“在…下面”、“在下面”、“下方的”、“ 在…下面”、“上方的”等等）。这些术语意图包括除了与图中描绘的那些不同的取向之外的设备的不同取向。此外，诸如“第一”、“第二”等等的术语还被用来描述各种元件、区域、部分等等，并且还不意图被限制。相似术语指代遍及描述的相似元件。

如这里使用的，术语“具有”、“包含”、“包括”、“含有”等等是指示所阐述的元件或特征的存在的开放端术语，但是不排除附加元件或特征。意图使冠词“一”、“一个”和“该”包括复数和单数，除非上下文以其他方式明确指示。

在记住变化和应用的上述范围的情况下，应该理解本发明不由前面描述来限制，也不由附图来限制。而是，本发明仅由下面的权利要求以及它们的法律同等物来限制。

Claims (20)

1.一种电子电路，包括：

控制电路，被配置成驱动电子开关并且被配置成在第一操作模式和测试模式之一中操作，

其中该控制电路包括测试模式输入引脚并且被配置成当在所述测试模式输入引脚处接收到的脉冲调制信号包括预确定频率或占空比时在测试模式中操作，

其中所述控制电路被配置为在所述测试模式中测试所述控制电路的至少一个功能，并且

其中在第一操作模式中的控制电路被配置成基于电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号并且基于第一保护信号来驱动电子开关，

其中所述控制电路被配置为基于在所述测试模式输入引脚处接收到的所述脉冲调制信号而在多个测试模式之一下进行操作，

所述控制电路被配置为在所述多个测试模式中的第一个下测试第一功能，并且在所述多个测试模式中的第二个下测试与所述第一功能不同的第二功能，以及

所述多个测试模式中的每一个对应于多个预确定频率或占空比中的一个。

2.根据权利要求1所述的电子电路，其中该控制电路被配置成确定在所述测试模式输入引脚处的所述脉冲调制信号的所述占空比并且基于所确定的占空比来测试控制电路的至少两个不同功能之一以便获得测试结果。

3.根据权利要求1所述的电子电路，

其中该控制电路包括状态输出引脚，并且

其中该控制电路在测试模式中被配置成在状态输出引脚处输出状态信号。

4.根据权利要求3所述的电子电路，

其中该控制电路被配置成依赖于测试结果来改变状态信号的信号电平。

5.根据权利要求4所述的电子电路，

其中该控制电路被配置成如果测试结果指示被测功能已通过测试则在所述状态输出引脚处输出通过电平，并且如果测试结果指示被测功能未能通过测试则在所述状态输出引脚处输出失败电平。

6.根据权利要求5所述的电子电路，

其中该失败电平不依赖于被测功能。

7.根据权利要求5所述的电子电路，

其中该通过电平依赖于被测功能。

8.根据权利要求1所述的电子电路，

其中该控制电路还包括被配置成接收输入信号的驱动输入端，

其中该控制电路被配置成在第一操作模式中基于输入信号来驱动电子开关。

9.根据权利要求8所述的电子电路，

其中该控制电路被配置成在测试模式中仅在输入信号具有接通电平时将状态输出引脚的信号电平转变成通过电平或失败电平之一。

10.根据权利要求8所述的电子电路，

其中该控制电路被配置成在测试模式中如果输入信号具有关断电平则输出不同于通过电平、失败电平和零的信号电平。

11.一种方法，包括：

在第一操作模式和测试模式之一中操作被配置成驱动电子开关的控制电路，操作所述控制电路包括：

当在测试模式输入引脚处接收到的脉冲调制信号包括预确定频率或占空比时，将所述控制电路操作在所述测试模式中，其中在所述测试模式中操作所述控制电路包括测试所述控制电路的至少一个功能，

在第一操作模式中操作控制电路包括

基于电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，并且

基于该第一保护信号由控制电路来驱动电子开关，

其中在所述测试模式中操作所述控制电路包括：基于在所述测试模式输入引脚处接收到的所述脉冲调制信号，将所述控制电路操作在多个测试模式之一；

所述多个测试模式中的每一个对应于多个预确定频率或占空比中的一个，

在所述多个测试模式中的第一个下测试所述控制电路的第一功能，并且

在所述多个测试模式中的第二个下测试与所述第一功能不同的第二功能。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在测试模式中操作控制电路包括确定在所述测试模式输入引脚处接收的所述脉冲调制信号的所述占空比并且基于所确定的占空比来测试所述控制电路的至少两个不同功能之一以便获得测试结果。

13.根据权利要求11所述的方法，其中在测试模式中操作控制电路包括在状态输出引脚处输出状态信号。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述状态输出引脚处输出所述状态信号包括依赖于测试结果来改变所述状态信号的信号电平。

15.根据权利要求14所述的方法，其中依赖于所述测试结果来改变所述状态信号的所述信号电平包括：

如果测试结果指示被测功能已通过测试则在所述状态输出引脚处输出通过电平，并且如果测试结果指示被测功能未能通过测试则在所述状态输出引脚处输出失败电平。

16.根据权利要求15所述的方法，

其中该失败电平不依赖于被测功能。

17.根据权利要求15所述的方法，

其中该通过电平依赖于被测功能。

18.根据权利要求11所述的方法，其中在第一操作模式中操作控制电路包括：

基于输入信号来驱动电子开关。

19.根据权利要求18所述的方法，

其中在测试模式中操作控制电路包括仅在输入信号具有接通电平时生成通过电平和失败电平之一。

20.根据权利要求18所述的方法，

其中在测试模式中操作控制电路包括如果输入信号具有关断电平则输出不同于通过电平、失败电平和零的信号电平。

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