CN107300653A - 输出级中的开路负载检测 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及输出级中的开路负载检测。公开了用于在来自电气***的输出级的连接中的开路负载检测的***、设备、方法和技术。
Description
相关申请
本申请要求2016年4月15日提交的序列号62/323,420的美国临时申请的权益,该美国临时申请的全部内容由此通过引用并入本文。
技术领域
本公开一般涉及用于来自电气***的输出级的连接中的开路负载检测的方法、设备和***。
背景技术
在各种电气***中,例如在汽车应用中,中央控制单元耦合到各种传感器以接收输入,并且耦合到一个或多个负载或其它控制单元以提供与这些负载或其它控制单元相关的控制功能。在各种***中,通过向负载或其它控制单元提供ON/OFF(打开/关闭)信号,中央控制单元是可操作的,以将负载或其它控制单元转换到“ON”或“OFF”状态。在汽车应用中,中央控制单元往往被称为发动机控制模块(ECM)。除了提供与汽车发动机***相关的功能的控制和管理之外,ECM还往往耦合到其它控制单元,诸如用于ECM所驻留的汽车的变速器(transmission)控制单元、防抱死制动***(ABS)控制单元、车身控制模块、气候控制模块、点火模块和防盗***。
在各种示例中,ECM通过将ECM的输出级(电路)耦合到控制单元或模块的输入的导体而耦合到这些其它控制单元或模块之一。对于各种汽车应用,ECM包括一个或多个输出级,一个或多个输出级是可操作的,以向与ECM分离的负载或其它控制单元提供ON/OFF控制信号。通过说明的方式,ECM可以包括连接到智能点火模块的输入的输出级(电路),其中ECM是可操作的,以向点火模块提供ON/OFF控制信号,该点火模块为智能点火模块控制ON和OFF状态。
发明内容
在一个示例中,该公开涉及一种开路负载检测电路,包括:被配置成向负载提供输出电压的电路输出,耦合到电路输出并耦合到被配置成切换负载的第一供电电压的第一开关,耦合到被配置成提供增量电压的电路输出的至少一个增量电压电路,其中增量电压电路耦合到第一开关以造成第一供电电压到提供给电路输出的第一开关的开关电压的电压幅度的减小,耦合到电路输出以向电路输出提供电流的至少一个电流源,电流源被配置成在开路负载状况的情况下克服(overcome)提供给电路输出的开关电压,以及被配置成在开路负载状况的情况下提供故障信号的至少一个比较器。
在另一个示例中,该公开涉及一种方法,包括:由第一开关将开路负载检测电路的电路输出耦合到第一供电电压以切换负载,在电路输出处不存在开路负载状况时由至少一个增量电压电路在电路输出处生成开关电压,由至少一个电流源在电路输出处生成电压电平,该电压电平在电路输出处存在开路负载状况时克服开关电压并且提供与开关电压不同的第二输出电压,以及在电路输出处存在开路负载状况时由至少一个比较器生成故障信号。
在下面的附图和描述中阐述本公开的一个或多个示例的细节。根据本描述和图,并且根据本权利要求,本公开的其它特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1图示根据本公开中描述的一个或多个示例性方法、设备和***的包括一个或多个开路负载检测电路的示例性控制单元的框图。
图2图示与常规开路负载检测技术相关联的各种信号的图形图。
图3图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的开路负载检测电路的示意图。
图4A和4B图示根据本公开的一个或多个方面的各种信号的图形表示。
图5图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。
图6图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。
图7图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。
图8图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。
图9A图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。
图9B图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路的示意图。
图10是根据本公开中描述的各种技术的图示各种方法的流程图。
图11是根据本公开中描述的各种技术的图示各种方法的流程图。
本文提供的图和描述图示和描述本申请的发明方法、设备和***的各种示例。然而,本申请的方法、设备和***不限于如本文所图示和描述的具体示例,并且本申请的方法、设备和***的其它示例和变型(如将由本领域普通技术人员所理解的)被设想为在本申请的范围内。
在本文提供的各种说明和描述中,提及“地”或者将电压电平称为“地”。然而,提及“地”或者“地”的电压电平不限于任何特定电压电平或限于具体意义上的“大地”,并且将被解释为提及在被指定为耦合到“地”或“接地”的点之间的公共电压电平。另外,在本文图示和描述的各种示例中,为开路负载检测电路并且为耦合到或旨在耦合到开路负载检测电路的负载、模块或其它设备示出或描述“地”。在一些实例中,“地”是相同的参考电压电平。然而,在各种示例中,开路负载检测电路的地电压电平是与为在耦合到或旨在耦合到开路负载检测电路的负载、模块或其它设备处提供的“地”图示和描述的参考电压电平不同的参考电压电平。
发明内容
如上所指出的,各种电气***包括中央控制单元,该中央控制单元是可操作的,以电耦合到一个或多个其它设备,诸如传感器、负载或一个或多个其它控制模块。在各种示例中,中央控制单元的输出级(电气电路)包括电路输出,该电路输出是可操作的,以通过诸如电线之类的导体耦合到负载的输入、模块的输入或另一个设备的输入(其中的每一个在下文中被简单地称为一个/所述“负载”)。因为这种导体可能不经意地变得断开,或者导体中的断裂可能发生,所以开路负载状况可能发生。在各种示例中,每当诸如中央控制单元的输出级之类的输出级与负载的输入之间的电连接被电气断开,使得从输出级到负载的输入的电流路径不再存在,就存在开路负载状况。在其它示例中,当在中央控制单元的输出级与所述输出级旨在电耦合到的负载的输入之间的耦合相对于输出级呈现高欧姆状况时,也存在开路负载状况。当存在用于来自输出级的输出电路的电流的流动的电流路径时,存在这样的高欧姆状况,但是路径呈现具有比将在输出级与负载的输入之间存在适当的耦合时提供的高得多的欧姆电阻的路径。高欧姆路径的示例是一个实例,其中在输出级与输出级旨在耦合到的负载的输入之间的导体实际上是断开的,但是存在来自导体的、允许某个水平的电流从输出级出现的漏电流路径。然而,在输出级处的高欧姆路径状况的实例不限于由漏电流引起的小电流,并且使得在输出级处存在高欧姆路径的任何状况可以被认为是“开路负载状况”。在各种示例中,当仅仅到输出级的输出或来自输出级的输出的一定百分比的电流相对于电流(该电流将被期望为当预期的负载适当地耦合到输出级时到输出级或来自输出级的输出电流)的标称值存在时,可以将“开路负载状况”定义为发生。换句话说,在各种示例中,开路负载状况可以由到输出级或来自输出级的一定百分比的期望水平的电流(标称)输出来定义,标称输出是当旨在耦合到输出级的负载实际上正确地电连接到输出级时将发生的电流。因此,在各种示例中,对“开路负载状况”的一个定义取决于旨在耦合到输出级的负载。
作为示例,如果将耦合到输出级的输出电路的预期的负载正常在输出级处为100毫安的电流提供电流路径(当输出正在提供诸如“ON”或“OFF”状态之类的特定输出状态时),当提供该输出状态时用于该输出级的“开路负载状况”可以被定义为相对于100毫安的期望输出电流的1%或更少(1毫安或更少)的电流。所以,如果在提供ON状态信号时从输出级提供1毫安或更少的电流,该电流可以被定义为高欧姆状况,并且因此在该特定状态期间用于该输出级和该特定负载的“开路负载状况”。将由本领域技术人员理解的是:可以为用于不同输出级的不同电流电平和/或为不同负载定义基于高欧姆状况的这些“开路负载状况”,并且可以被设置在和阈值电平一样的用于电流的不同百分比的标称值,并且因此在给定输出电路的输出级处存在“开路负载状况”,所述阈值电平用于做出高欧姆状况的确定。所以,如在整个本公开中所使用的,提及“开路负载状况”是考虑了开路负载状况而将由与输出级相关联的开关负载检测电路检测的任何状况,该开路负载状况包括利用如本文所述的开路负载检测电路或其等同物的实际的开路负载电路和相对于输出级的任何高欧姆负载状况两者。
当在将中央控制单元的输出级耦合到负载或其它模块的输入的特定导体中发生开路负载状况时,中央控制单元可能不再能够如预期地控制负载或模块。在各种示例中,期望检测开路负载状况的发生的能力。在各种应用中,开路负载状况的发生的检测由各种安全标准或法律规定所需。通过说明的方式,在汽车应用中,诸如加利福尼亚州和美国环境保护局(EPA)之类的各种政府监管机构已经命令对汽车应用的车载诊断要求(OBD-2),规定需要监视对排放相关功能的ECM的功能性。在这样的应用中,用于驱动点火绝缘栅双极晶体管(IGBT)的推挽驱动器必须满足OBD-2要求,并且所以在这些应用中开路负载检测的使用是强制的。
在一些常规的开路负载检测电路中,经由将耦合到控制单元的输出的负载或模块耦合的专用反馈引脚来监视负载电压。该方法的缺点包括:对耦合控制单元和负载或模块的添加的反馈引脚和附加连接器的要求,要求在每个设备上添加的端子连同添加的导体,以及对高电压鲁棒线路的要求。在各种示例中,由于空间或其它原因,不可以负担反馈引脚,或者是技术上不可行的,例如在汽车应用中的智能点火模块的控制中,其中必须在输出级的输出引脚本身上执行开路负载检测。在智能点火模块示例中,驱动智能点火模块的输入的控制单元的输出引脚将需要处于用于检测的三态模式,其中在智能点火模块的输入处使用的开关设备的控制输入将不受控制,这对于在诸如智能点火模块之类的汽车应用中的安全***是不允许的。因此,在常规***中,在这些实例中,需要高电压反馈引脚来满足对具有推挽输出级的开路负载检测的要求。对于将由来自中央控制单元的输出级的信号控制的输入级,输入级可以合并无源下拉,并且没有反馈引脚的开路负载检测是可能的,但是以由于用于在将受控的模块的输入处提供无源下拉的低欧姆外部电阻器的切断时间或高功耗为代价。
图2图示与常规开路负载检测技术相关联的各种信号的图形图210和250。图210图示相对于时间的电压信号,并且图250图示相对于时间的上拉电流。对于在其中在输入处利用无源下拉的实例中的开路负载检测,在输入正由通过中央控制单元的输出级提供的信号从“OFF”状态转变到“ON”状态的时间期间,在接通阶段的开始时为定义的(短)检测时间施加弱上拉电流。该时间段被图示为图2中的时间段202。在图2中的时间204处图示的检测时间结束时完成开路负载状况的检测。如果在检测时间结束时输出电压210高于开路负载阈值电压212(如由图2中的电压电平214所图示),则检测到开路负载状况。需要以输出电压IOL*Rload(IOL最大开路负载电流,Rload是在输入引脚处的最大下拉电阻器)低于开路负载阈值电压的方式选择弱上拉电流。用于开路负载检测的这种技术的缺点包括:在开路负载检测期间的“ON”电平取决于上拉电流和外部电阻器,这可以导致输入的弱接通,或者在输入处没有IGBT设备的接通。另外,在整个接通时间期间不执行开路负载检测,而是仅仅在检测时间结束时执行。
图1图示根据本公开中描述的一个或多个示例性方法、设备和***的包括一个或多个开路负载检测电路的示例性控制单元(CU)110的框图100。在各种示例中,CU 110是在汽车应用中使用的发动机控制模块(ECM),不过控制单元110的示例不限于任何特定类型的控制单元,并且不限于控制单元的任何特定应用。如图1中所图示,CU 110包括一个或多个设备或电路,一个或多个设备或电路包括处理器112、存储器114、输入处理电路116、接口118和输出控制电路120。如所图示的,处理器112、存储器114、输入处理电路116、接口118和输出控制电路120通过总线115通信地耦合,其中总线115允许处理器112、存储器114、输入处理电路116、接口118和输出控制电路120中的任何项与彼此通信,包括使用总线115在这些设备与电路之间输入和输出数据和其它通信信号。另外,接口118通信地耦合到总线119,其中总线119耦合到在CU 110外部的一个或多个设备(图1中未示出),并且其中接口118被配置成允许CU 110通过总线119与CU 110外部的一个或多个设备通信。在各种示例中,总线119是标准总线,诸如控制器区域联网(CAN)总线或高速CAN(H-S CAN)总线,但是总线119的示例不限于任何特定类型的总线,并且接口118不限于用于在通过总线119提供和接收通信中使用的任何特定类型的协议。
如所图示的,框图100包括:包括传感器132和模块134的一个或多个输入设备130。传感器132不限于任何特定类型的传感器,并且说明任何类型的传感器,任何类型的传感器是可配置的,以通过输入处理电路116耦合到CU 110,并且向CU 110提供输入信号。传感器的示例包括温度传感器、压力传感器、加速度计、光传感器和耦合到电机的编码器,但是此外,传感器132不限于任何特定类型的传感器。类似地,模块134不限于任何特定类型的模块,并且说明任何类型的模块,任何类型的模块是可配置的,以通过输入处理电路116耦合到CU 110,并且向CU 110提供输入信号。
如所图示的,框图110包括:包括设备142、模块144和负载146的一个或多个输出设备140。设备142不限于任何特定类型的设备,并且说明任何类型的设备,任何类型的设备是可配置的,以耦合到CU 110的输出控制电路120并从输出控制电路120的电路输出122接收输出信号。在各种示例中,电路输出122是可操作的,以向设备142提供ON/OFF信号,以便或者将设备142转换到“ON”状态或者将设备142转换到“OFF”状态。在各种示例中,设备142是半导体设备,诸如双极晶体管或金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)设备,该半导体设备是可操作的,以由通过电路输出122提供的输出信号接通或切断。模块144不限于任何特定类型的模块,并且说明任何类型的模块,任何类型的模块是可配置的,以耦合到CU 110的输出控制电路120并从输出控制电路120的电路输出124接收输出信号。在各种示例中,模块144是用在汽车应用中的智能点火模块,但是模块144不限于任何特定类型的模块。在各种示例中,电路输出124是可操作的,以向模块144提供ON/OFF信号,以便或者将模块144转换到“ON”状态,或者将模块144转换到“OFF”状态。在各种示例中,模块144还将输入信号提供回到CU 110,如例如由模块134所图示。
负载146不限于任何特定类型的负载,并且说明任何类型的负载,任何类型的负载是可配置的,以耦合到CU 110的输出控制电路120并从输出控制电路120的电路输出126接收输出信号。在各种示例中,说明性负载146包括电阻负载。在各种示例中,说明性负载146包括电阻电容负载。在各种示例中,说明性负载146包括电感负载,电感负载在各种示例中包括相关联的电容负载元件。负载的示例包括指示器灯和电机,不过负载146不限于指示器灯或电机。在各种示例中,电路输出126是可操作的,以向负载146提供ON/OFF信号,以便或者将负载146转换到“ON”状态,或者将负载146转换到“OFF”状态。在各种示例中,电路输出126被配置成从电路输出126提供驱动负载146所需的电功率,并且因此可以分别通过向负载146提供驱动功率或不提供驱动功率来打开或关闭负载146。在各种示例中,负载146还将输入信号提供回到CU 110,如例如由传感器132所图示,其中传感器132是负载146的部分或耦合(例如光耦合、电耦合或机械耦合)到负载146,并且向CU 110提供关于负载146的操作的反馈。通过说明的方式,负载146可以包括电机,例如步进电机,并且其中负载146还包括可操作以向CU 110提供关于步进电机的旋转状态的反馈的编码器(传感器132),如将由本领域技术人员所理解的。在各种示例中,根据本文公开的方法、设备和***,电路输出122、124、126中的一个或多个被配置成提供关于任何一个或多个开路负载状况的开路负载检测,该任何一个或多个开路负载状况相对于电路输出122、124和126分别与设备142、模块144和负载146之间的连接而存在。
在各种示例中,处理器112包括一个或多个微处理器,并且被配置成存储程序,接收信号和数据,处理这些接收的信号和数据,并且基于存储的程序提供输出信号并输出数据。在各种示例中,处理器检索并将数据存储在存储器114中。在各种示例中,包括程序的各种信号由接口118通过总线119接收,并存储在存储器114中,或者由处理器112处理,或者既由处理器112处理又存储在存储器114中。在各种示例中,输入信号通过输入处理电路116从一个或多个输入设备130接收,并由处理器112处理。在各种示例中,通过输入处理电路116接收的输入信号与一个或多个程序一道由处理器112用于生成提供给输出控制电路120的输出信号。提供给输出控制电路120的这些输出信号被配置成控制设备142、模块144和负载146中的一个或多个的操作。
在各种示例中,输出控制电路120是可操作的,以基于由处理器112提供给输出控制电路120的输出信号而向一个或多个输出设备140提供输出信号。在各种示例中,输出控制电路120包括用于电路输出122、124和126中的一个或多个的开路负载检测线路。在各种示例中,当开路负载状况由输出控制电路120检测到时,输出控制电路120被配置成提供报警信号。在各种示例中,开路负载状况检测包括生成报警信号,并将报警信号提供为来自输出控制电路120的输出。在各种示例中,报警信号被提供给处理器112以用于进一步处理,进一步处理在各种示例中包括向输出控制电路120提供附加信号,该附加信号关于与对在电路输出122、124和126处提供的一个或多个输出信号的改变相关的指令。在各种示例中,响应于指示电路输出122、124和126中的一个或多个上的开路负载状况的检测的报警信号,处理器112被配置成给输出控制电路120提供控制信号,该控制信号使输出控制电路120修改在电路输出122、124和126中的一个或多个处提供的输出信号。在各种示例中,由处理器112响应于报警信号提供给输出控制电路120的控制信号包括控制信号,以使输出控制电路120提供将关闭电路输出122、124、126中的一个或多个的信号,其中电路输出122、124或126已经检测到相对于这些电路输出中的一个或多个的、分别在电路输出122、124和126与耦合的设备142、模块144或负载146之间的连接上的开路负载状况。在各种示例中,其中检测到开路负载状况的电路输出122、124和126中的特定一个由从处理器112向输出控制电路发送的控制信号关闭。在各种示例中,响应于对指示检测到开路负载状况的报警信号进行响应而从处理器112发送的控制信号,其中检测到开路负载状况的电路输出122、124和126中的特定一个连同电路输出122、124和126中的一个或多个其它输出被关闭。
在各种示例中,当检测到开路状况时,CU 110被配置成通过总线119、通过接口118向CU 110外部的其它设备提供输出信号。在各种示例中,存储器114被配置成存储与开路负载状况的检测的发生相关的信息,包括但不限于存储与输出控制电路120的一个或多个电路输出中的哪一个具有检测的开路负载状况相关的信息。在各种示例中,与何时检测开路负载状况相关的日期和时间信息可以存储在存储器114中。在各种示例中,关于在开路负载状况的检测发生的时间时电路输出所处的状态的信息可以存储在存储器114中。例如,在从“OFF”状态到“ON”状态的转变阶段期间或者在从“OFF”状态到“ON”状态的转变之后的阶段期间,可以检测开路负载状况,同时电路输出正在维持信号电平,该信号电平为旨在耦合到其中发生开路负载状况的电路输出的设备、模块或负载指示“ON”状态。另外,在从“ON”状态到“OFF”状态的转变阶段期间或者在从“ON”状态到“OFF”状态的转变之后的阶段期间,可以检测开路负载状况,同时电路输出正在维持信号电平,该信号电平为旨在耦合到其中发生开路负载状况的电路输出的设备、模块或负载指示“OFF”状态。
图3图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路301的示意图300。开路负载检测电路301的基本原理包括电路输出,该电路输出以低欧姆接通到定义的输出电压电平Vout,O,Vout,O等于供电电压电平Vs_out减去电压降ΔV。在当正从提供“OFF”状态输出信号到提供“ON”状态输出信号转变电路输出时的整个接通时间和整个开时间期间,并且在处于“ON”状态的整个时间期间,施加开路负载检测上拉电流IOL。在该转变时间期间或在“ON”时间期间开路负载状况相对于电路输出发生的情况下,上拉电流IOL将电路输出拉到高于Vout,O的电压电平并且进一步高于开路负载检测阈值电压电平的电压电平。供电电压Vs_out被设计成允许电路输出被拉到高于Vout,O的电压电平。比较器检测高于Vout,O的输出电压,该输出电压也高于检测阈值电压电平。在非常短暂的初始充电时段之后,在剩余的转变阶段期间和在整个“ON”状态期间执行对开路负载状况的检测。在各种示例中,检测阈值电压电平被定义为在Vs_out与Vs_out减去ΔV之间的电压电平,例如Vs_out减去ΔV/2,其中Vs_out是由耦合到开路负载检测电路301的电压供电提供的输出电压,并且ΔV是从Vs_out减去的电压降电平,以便在电路输出处提供输出电压Vout,O,Vout,O是在从“OFF”状态到“ON”状态的转变的结束时或者在电路输出处不存在开路负载状况时提供的。在各种示例中,在从“OFF”到“ON”状态的转变阶段之后的时间期间也施加开路负载检测上拉电流IOL,并且在开路负载检测电路301继续提供“ON”状态输出信号的同时仍然施加。因此,在各种示例中,在从“OFF”转变到“ON”状态时的非常短暂的初始充电时段之后,开路负载检测电路301针对转变时段的剩余部分提供开路负载状况的检测,并且在开路负载检测电路301仍然处于“ON”状态的整个时间继续提供开路负载状况的检测。
在各种示例中,开路负载检测电路301包括增量电压电路(ΔV)320和耦合到电路输出360的电流源350。如所图示的,增量电压电路320的第一节点313通过第一开关312耦合到电压供电(Vs_out)310,并且增量电压电路320的第二节点315通过第二开关330耦合到地317。如所图示的,第一开关312耦合到控制器314,其中控制器314是可操作的,以控制开关312,使得开关312将第一节点313连接到电压供电310或从电压供电310断开。第一开关312不限于任何特定类型的开关,并且在各种示例中是半导体设备,诸如固态继电器(SSR)、双极晶体管、金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)设备,但是不限于这些设备中的一个或任何特定类型的设备,并且可以是任何其它类型的设备,任何其它类型的设备可以作为开关负载检测电路301中的如在本文中所述和所示的开关设备操作。控制器电路314可以是任何设备,任何设备是可操作的,以由开路负载检测电路301控制,以提供可操作以控制开关312的状态的控制信号。类似地,第二开关330耦合到控制器电路332,其中控制器332是可操作的,以控制开关330,使得开关330将第二节点315连接到地317或与地317断开。第二开关330不限于任何特定类型的开关,并且在各种示例中是半导体设备,诸如SSR、双极晶体管、MOSFET设备、CMOS设备,但是不限于这些设备中的一个或任何特定类型的设备,并且可以是任何其它类型的设备,任何其它类型的设备可以作为开关负载检测电路301中的如在本文中所述和所示的开关设备操作。控制器电路332可以是任何电路,任何电路是可操作的,以由开路负载检测电路301控制,以提供可操作以控制第二开关330的状态的控制信号。此外,在各种示例中,第一开关312和第二开关330是相同类型的设备,虽然开路负载检测电路301的示例不限于具有包括相同类型的设备的第一开关312和第二开关330。
在各种示例中,增量电压电路320包括如下连接的串联连接的设备串。电阻负载322包括耦合到增量电压电路320的第一节点313的第一引线以及耦合到电压源324的第一引线的第二引线。电压源324包括耦合到二极管326的阳极的第二端子。二极管326包括耦合到增量电压电路320的第二节点315的阴极。增量电压电路320的示例不限于包括电阻负载322、电压源324和二极管326,并且在各种示例中包括与图3中图示的不同的设备集合、或者不同的设备布置、或者不同的设备集合和不同的设备布置两者。例如,在各种示例中,增量电压电路320仅仅包括二极管326,其中二极管326的阳极直接耦合到增量电压电路320的第一节点313,并且二极管326的阴极直接耦合到增量电压电路320的第二节点315,如由图3中的虚线319所表示。在各种示例中,任何设备或设备的组合可以被包括在增量电压电路320中,增量电压电路320是可操作的,以当电流正通过增量电压电路320流动时在增量电压电路320的第一节点313与第二节点315之间提供由电压降(ΔV)321表示的电压差分。
在各种示例中,电流源350包括在节点311处耦合到电压供电310的第一输入351,并且包括通过节点355耦合到电路输出360的电流输出353。节点355还耦合到增量电压电路320的第二节点315。在各种示例中,电流源350是低降电流源。低降电流源在各种示例中是电流源,该电流源是可操作的,以提供电流输出而没有跨过电流源的输入和输出端的大电压降,并且是可操作的,以将电流源的输出的电压电平上拉到在电流源的输入处提供的电压电平处或附近的电压电平并且该电压电平是高于对开路负载状况的检测的阈值电平的最小电平,同时当标称电流正从电流源350源出(source)时在电流源的输出处不引出电压。在各种示例中,当节点355提供用于从电流源350吸收(sink)标称电流电平的路径时,电流源350是可操作以从电流输出353向节点355源出电流(IOL)357的低降电流源,并且其中当节点355不是正在提供用于吸收从电流源350提供的电流的路径时,或者在仅仅诸如漏电流之类的小的电流电平正由节点355提供的电流路径吸收的实例中,电流源350是可操作的,以将存在于电流输出353处的电压电平上拉到存在于电流源350的第一输入351处的电压电平处或附近的电压电平。在各种示例中,当第二开关330闭合时,节点355提供路径以从电流源350吸收电流,从而将节点355耦合到地。在各种示例中,当诸如如图3中图示的负载390之类的负载耦合到输出360时,节点355提供路径以从电流源350吸收电流,并且负载390是可操作的,以吸收提供给输出360的电流。在各种示例中,由于包括在增量电压电路320中的一个或多个设备充当对进入增量电压电路320的第二节点315的电流的电流块,增量电压电路320不是可操作的,以吸收提供给节点355的电流。通过说明的方式,二极管326是可操作的,以阻止电流通过第二节点315进入增量电压电路320,但是可操作以阻止电流进入第二引线315的设备的示例不限于二极管。
在各种示例中,当节点355不提供从电流源350吸收电流的路径时,或者仅仅为电流源350提供可操作以吸收小于标称电流电平的电流路径时,电流源350是可操作的,以将在电流源350的电流输出353处提供的电压电平上拉到在电流源350的第一输入351处提供的电压电平处或附近的电压电平,但是该电压电平高于对开路负载状况的检测的阈值的最小电平。在各种示例中,当节点355不提供吸收可能从电流源350的电流输出353提供的电流的路径时,或者仅仅为电流源350提供可操作以吸收小于标称电流电平的电流路径时,电流源350是可操作的,以将电流输出353的电压电平上拉到或几乎上拉到由电压供电310在第一引线351处提供的电压电平,并且因此将节点355的电压电平上拉到或几乎到由电压供电310提供的电压电平,该电压电平是高于对开路负载状况的检测的阈值的最小电平。
在各种示例中,开路负载检测电路301包括比较器340,该比较器340具有耦合到节点311处的电压供电310的第一输入342、耦合到节点355的第二输入344、以及开路负载检测输出346。在各种示例中,比较器340被配置成用由电压供电310提供的电压电平确定在节点355处和因此也在电路输出360处提供的电压差分电平,比较电压差分电平和阈值电压电平,并提供代表开路负载状况的检测的输出信号,如本文中进一步描述的。在各种示例中,比较器340是可操作的,以在第二输入344处接收代表在电路输出360处提供的电压电平的电压电平,比较接收的电压电平和绝对阈值电压电平,并且如果接收的电压电平超过绝对阈值电压电平,提供代表如本文进一步描述的开路负载状况的检测的输出信号。在各种示例中,比较器向开路负载检测电路301提供指示已经相对于电路输出360检测开路状态的信号。在各种示例中,开路负载检测电路301是可操作的,以在某些时间期间关闭比较器340,并在某些时间期间激活比较器340。在各种示例中,当开路负载检测电路301正在电路输出360处提供代表“OFF”状态的信号时,开路负载检测电路301是可操作的,以关闭比较器340,并且在“OFF”状态指示期间不需要开路负载检测。在各种示例中,开路负载检测电路301是可操作的,以关闭比较器340,使得不管在比较器340的第一输入342与第二输入344之间提供的电压差分如何,比较器340在开路负载检测输出346处不提供开路负载检测信号。在各种示例中,开路负载检测电路301在一时间时是可操作的,以激活比较器340,该时间在开路负载检测电路301将会将电路输出360从“OFF”状态转变到为可操作以耦合到电路输出360的负载指示“ON”状态的状态的时间之前。
如所图示的,开路负载检测电路301的电路输出360是可操作的,以通过耦合303耦合到负载305。负载305不限于任何特定类型的负载,并且如图3中所图示,负载305是电路输出360可操作以通过耦合303耦合到的负载的一个示例。在各种示例中,说明性负载390可以是任何的负载,诸如关于图1的输出设备140图示和描述的负载142、144或146。如图3中所图示,负载305包括设备390,该设备390具有耦合到导体380的输入391、将开关设备394耦合到供电电压Vsupply_load的第一电阻负载392、以及将输入391耦合到地的第二电阻负载396。如所图示的,开关设备394是具有耦合到输入391的栅极和耦合到地的发射极(或者在为开关设备394使用MOSFET型半导体的示例中的源极)的半导体设备。集电极(或者在为开关设备394使用MOSFET型半导体的示例中的漏极)耦合到开关输出393。在各种示例中,开关设备394是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
如将由本领域普通技术人员理解的,开关输出393可以由作为开关操作的开关设备394通过基于在输入391处接收的电压电平而提供指示“ON”状态或“OFF”状态的电压输出来控制。例如,当在设备390的输入391处由输出360提供在地处或地附近的电压电平时,或者当输出360切换到三态模式时,电阻负载396能够将在开关设备394的栅极处提供的电压电平拉至地,从而将开关设备394偏置为切断。这样,开关输出393通过电阻负载392而被上拉到由供电电压Vsupply_load提供的代表第一状态的电压电平,第一状态例如针对开关输出393的“OFF”。这种布置有时被称为“无源下拉”,因为电阻负载396是可操作的,以将输入391处的电压电平拉到地(除非从诸如电路输出360之类的另一个源向输入391施加电压)。如果正在设备390的输入391处被提供的电压电平现在上升到当被提供给开关设备394的该栅极时将开关设备394偏置到饱和点足够的电压电平,开关设备394实际上作为闭合开关操作,将开关输出393耦合到地,并且从而在开关输出393处提供代表与第一状态不同的第二状态(例如“ON”状态)的电压电平。所以,通过在设备390的输入391处提供不同的电压电平,设备390可以通过在输入391处提供的电压电平的控制来在“OFF”状态与“ON”状态之间切换。
如图3中所图示,开路负载检测电路301的电路输出360是可操作的,以通过导体380耦合到设备390的输入391。导体380不限于任何特定类型的导体,并且在各种示例中是包括金属或任何其它导电材料的电线。在各种示例中,导体380是包括在诸如电缆之类的多个导体设备中的单个导体。如所图示的,在预期条件下,导体380将开路负载检测电路301的电路输出360耦合到设备390的输入391,并且在电路输出360处提供的电压电平由导体380传送到输入391,因此控制相对于用于设备390的“OFF”或“ON”状态的设备390的状态。在各种示例中,如果在电路输出360处提供代表用于设备390的“OFF”状态的近零电压电平,或者输出360处于三态模式并且因此在输入391处的电压电平由电阻负载396拉到地,开关设备394将充当在开关输出393与地之间的开路开关,从而允许开关输出393被上拉到供电电压Vsupply_load的电压电平。在各种示例中,如果在电路输出360处的电压电平上升到代表用于设备390的“ON”状态的足够的正电压电平,开关设备394将充当闭合开关,该闭合开关将设备390的开关输出耦合到地,并且将开关输出393的状态从“OFF”状态改变为“ON”状态。在各种示例中,当由电路输出360提供并且因此提供给设备390的输入391的电压电平足够高以偏置开关设备394的栅极以便使开关设备394饱和时,在输入391上提供足够的正电压电平,如将由本领域普通技术人员所理解的。在这些条件下,具有下拉电阻器396的设备390也是可操作的,以吸收由开路负载检测电路301提供给电路输出360的电流。
如所图示的,由开路状况“X”382表示的开路负载状况可以发生在导体380中,并且中断在开路负载检测电路301的电路输出360与设备390的输入391之间的连接。如上面所指出的,“开路负载状况”也可以是电路输出360处的高欧姆状况。当由开路状况382表示的开路状态发生时,在输出360处提供的电压电平不再是可操作的,以控制设备390的状态。在各种示例中,开路负载检测电路301是可操作的,以检测开路负载状况的发生,并向开路负载检测电路301提供在比较器340的开路负载检测输出346处的输出信号,该输出信号指示开路负载电路状况正在发生。在各种示例中,开路负载检测输出346是可操作的,以提供输出信号(故障信号),该输出信号指示:在整个开路负载检测电路301正在从在电路输出360处输出“OFF”状态指示转变期间,开路负载状况已经发生,直到已经在电路输出360处完全建立指示“ON”状态的输出信号电平。在各种示例中,开路负载检测输出346是可操作的,以提供输出信号,该输出信号指示:在已经在电路输出360处完全建立指示“ON”状态的输出信号电平之后的时间期间开路负载状况已经发生,并且指示“ON”状态的输出电平仍然由开路负载检测电路301在电路输出360处提供。开路负载状况的示例包括但是不限于导体380中的中断。其它开路负载状况可以包括用于将导体380连接到电路输出360的耦合的断开。其它开路负载状况可以包括用于将导体380连接到设备390的输入391的耦合的断开。开路负载状况的示例不限于这些示例,而使开路负载检测电路301的电路输出360与设备390的输入391断开的其它状况被设想成包括开路负载状况。
在操作中,开路负载检测电路301是可操作的,以在如下的各种示例中在电路输出360处提供代表“OFF”状态的第一输出状态。开路负载检测电路301操作控制器314以打开第一开关312或使第一开关312开路,并且操作控制器332以闭合第二开关330或使第二开关330闭合。当第一开关312打开时,增量电压电路320与电压供电310断开,并且在节点315处没有从增量电压电路320提供的电流。另外,因为第二开关330闭合,电路输出360通过节点355耦合到地317,并且向电路输出360提供地电平电压输出。假设不存在开路负载状况,通过导体380向设备390的输入391提供该地电平电压输出作为开关电压,使设备390处于如上所述的“OFF”状态。当开路负载检测电路301被配置处于“OFF”状态时,在各种示例中,电流源350可以被关闭,以便不对在节点355和电路输出360处提供的电压电平产生任何影响。在替代方案中,可以在“OFF”状态期间使电流源350接通,但是因为节点355通过第二开关330耦合到地,来自电流源350的小电流将从电流源350流动到地,因此防止电流源350将在节点355处提供的电压电平从地电平电压上拉,如上所述。还如上所述,电流源350是可操作的,以在这些条件下将在电流输出353处提供的电流调节到地,使得仅仅小电流由电流输出353提供。在各种示例中,由电流源355提供的电流输出是当在用于开路负载检测电路301的“OFF”状态条件期间激活时的标称电流。在各种示例中,该标称电流在负载电流的单位百分比范围中,但高于漏电流电平。在各种示例中,如果负载电流为10毫安,当在“OFF”状态条件期间激活时由电流源350提供的电流在100微安的范围中,100微安大约为10毫安负载电流的1%。在各种示例中,当开路负载检测电路301正在提供“OFF”状态条件时,比较器340被关闭。替代地,当开路负载检测电路301处于“OFF”状态条件时,比较器340仍然活动。然而,因为比较器342的输入344通过第二开关330耦合到地,并且比较器340的输入342耦合到在电压源310处提供的电压,在各种示例中,在比较器340的输入342与输入344之间的电压差分被配置成大于由比较器340用于检测开路负载状况的差分阈值,如关于图4A和4B进一步解释的,并且因此开路负载检测输出346将提供指示在电路输出360处不存在开路负载状况的信号电平。在其中比较器340使用绝对阈值电压电平来确定在电路输出360处是否存在开路负载状况的示例中,在比较器340的输入344处的地电平电压输入将使比较器在开路负载检测输出346处提供输出,该输出指示在电路输出360处不存在开路负载状况。
在各种示例中,开路负载检测电路301是可操作的,以如下从在电路输出360处提供“OFF”状态指示转变到在电路输出360处提供“ON”状态指示。在开始从“OFF”状态指示转变到“ON”状态指示之前,如果电流源350尚未被激活,开路负载检测电路301是可操作的,以打开电流源350,并且如果比较器340尚未被激活,打开比较器340。一旦电流源350和比较器340两者都被激活,开路负载检测电路301就操作第二控制器332以打开开关330,并且一旦开关330打开,操作第一控制器314以闭合开关312。打开第二开关332将节点355和电路输出360与地断开。闭合第一开关312将增量电压电路320的第一节点313耦合到电压供电310。假设在电路输出360处不存在开路负载状况,节点355和电路输出360为电流的流动提供从电压供电310通过增量电压电路320到电路输出360的路径,该电流通过导体380传导到设备390,其中电流由设备390吸收。增量电压电路320充当向设备390提供电流的电压源。通过增量电压电路320的电流(IDV)使在增量电压电路320的第一节点313与第二节点315之间提供由电压降(ΔV)321表示的电压差分。结果,在第二节点315处和因此也在节点355和电路输出360处提供的电压电平从地电平电压转变到小于由电压供电310提供的电压电平的电压电平,但是转变到足够高以使设备390的开关设备394饱和的电压电平,因此在电路输出360处提供指示用于设备390的“ON”状态的“ON”电压电平。
在从提供“OFF”状态指示到提供“ON”状态指示的该转变期间,并且假设相对于电路输出360不存在开路负载状况,电流源350开始从电流输出353向节点355提供电流(IOL),电流由正被提供给电路输出360的电流输出353提供并由设备390吸收,如上关于由增量电压电路320的第二引线315提供的电流所述。然而,因为电流源350被配置为具有标称输出电流IOL,在从“OFF”状态到“ON”状态的该转变期间由电流源350提供的电流的电平是防止电流源350将在节点355处提供的电压电平朝着在第一输入351处提供给电流源350的电压电平上拉的电平。结果,在节点355处和因此在电路输出360处提供的电压电平由在增量电压电路320的第二节点315处提供的电压电平规定,其中增量电压电路320能够源出在负载电阻器396上建立该电压所需的电流。
在各种示例中,在从提供“OFF”状态指示到提供“ON”状态指示的该转变期间,比较器340监视在比较器340的输入342与344之间提供的电压差分。在这些条件下,输入342被提供由电压源310提供的输入电压电平。耦合到节点355的输入344将看到电压电平从地电平电压直到代表在增量电压电路320的第二节点315处提供的电压电平的电压电平的转变。在转变完成时,在节点355处提供最大电压电平Vout,O,其中Vout,O可以由使用以下公式计算的电压电平表示:
Vout,O=Vsupply_voltage-ΔV
其中Vsupply_voltage表示由电压供电310提供的电压电平,并且ΔV表示在为开路负载检测电路301从“OFF”状态指示到“ON”状态指示的转变时段的结束时在增量电压电路320的第一节点313与第二节点315之间提供的电压降ΔV 321。为了该计算,为了简单起见假设开关314是理想的并且不具有电压降。当已经达到转变状态的结束并且相对于电路输出360尚未发生开路负载状况时,在节点355和电路输出360处提供用于Vout,O的最大电压电平。在该转变阶段的结束时,在电路输出360处提供的电压电平将达到用于Vout,O的最大电压电平。流出输出360的电流IOUT是由电流源350提供的电流IOL和通过增量电压电路320的电流IDV的总和。在各种示例中,在这些条件下,在比较器340的输入342和输入344处提供的差分电压大于被设置为由比较器340用于检测开路负载状况的阈值差分电压值的最小值,并且因此比较器340是可操作的,以在开路负载检测输出346处提供指示在电路输出360处不存在开路负载状况的信号。
一旦达到从“OFF”到“ON”状态指示的转变的结束,通过增量电压电路320的电流将达到基本稳定和最大的值,因此使在节点355和在电路输出360处提供电压Vout,O。在这些条件下,并且假设尚未发生开路负载状况,设备390应当已经完全接通,并且比较器340不提供已经检测到开路负载状况的指示。此外,电流源350仍然激活,提供从电流输出353到节点355的标称电流IOL,但是仍然处于不将在节点355处提供的电压电平上拉到高于由增量电压电路320提供的电压电平Vout,O的配置。在各种示例中,电流源350和比较器340在“ON”状态指示期间并且在从提供“OFF”状态指示到提供“ON”状态指示的转变结束之后仍然连续活动,并且因此在正在电路输出360处提供ON状态指示的时间期间继续监视电路输出360以用于在电路输出360处的开路负载状况的任何发生。在“OFF”状态期间、在从“OFF”状态到“ON”状态的转变期间、以及在不存在开路负载状况的情况下,在稳定状态“ON”状态期间的转变状态之后,相对于电路输出360的电压电平被图示在下面进一步讨论的图4A和4B的迹线422中。
再次参考图3,在各种示例中,开路负载检测电路301是可操作的,以如下从在电路输出360处提供“OFF”状态指示转变到在电路输出360处提供“ON”状态指示。如上所述,在开始从“OFF”状态指示转变到“ON”状态指示之前,开路负载检测电路301是可操作的,以如果电流源350尚未接通则打开电流源350,并且如果比较器340尚未接通则打开比较器340。一旦电流源350和比较器340两者都被激活,开路负载检测电路301操作第二控制器332以打开第二开关330,并且一旦第二开关330打开,操作第一控制器314以闭合第一开关312。打开第二开关332将节点355和电路输出360与地断开。闭合第一开关312将增量电压电路320的第一引线313耦合到电压源310。一旦从“OFF”状态指示向“ON”状态指示的转变已经启动,并且开路负载状况确实存在,开路负载检测电路301是可操作的,以如下执行。在第一开关312闭合并且第二开关330打开的情况下,增量电压电路320通过第一节点313耦合到电压源310,并且第二节点315与地断开。由于在节点315处提供的电压,增量电压电路320充当向设备390提供任何电流的电压源。第一输出360被上拉到Vout,O,其中350提供电流IOL并且320提供电流IDV,其中IDV比IOL大得多。在输出处具有开路负载状况的情况下,电压将上升到高于Vout,O。在Vout,O的电平处,增量电压电路320停止源出电流,并且仅仅电流IOL将源出电流,这将会将上拉输出360进一步高于Vout,O,并且还高于开路负载阈值电压电平。一旦电流源350已经将在节点355处提供的电压电平拉到一电压电平(该电压电平基于在节点342处的电压电平与由电压源350提供的电压电平之间的差小于阈值差分电压电平或超过开路负载阈值电压电平),比较器340是可操作的,以在开路负载检测输出346处提供指示在电路输出360处的开路负载状况的输出。
以这种方式,开路负载检测电路301是可操作的,以在开路负载检测电路301从电路输出360处提供“OFF”状态指示转变到提供“ON”状态指示的整个时间期间提供开路负载状况的指示。在各种示例中,如果在该转变阶段期间不发生开路负载状况,电流源350和比较器340可以仍然激活,并且如果在开路负载检测电路301继续在电路输出360处提供“ON”状态指示的时间期间发生开路负载状况,提供开路负载状况的指示。在“OFF”状态期间、在从“OFF”状态转变到“ON”状态期间、以及在存在开路负载状况的情况下,在稳态“ON”状态期间的转变状态之后,相对于电路输出360的电压电平被图示在图4A和图4B中,如下面进一步讨论的。在各种示例中,当在比较器340的开路负载检测输出346处生成指示开路负载状况的开路负载检测信号时,开路负载检测电路301是可操作的,以生成报警信号。在各种示例中,当在电路输出360处检测到开路负载状况时,开路负载检测电路301是可操作的,以从提供“ON”状态指示转变到“OFF”状态指示,如上所述。
假设在该转变阶段期间不存在开路负载状况,节点355和电路输出360提供用于电流从电压源310通过电流源350和增量电压电路320流动到电路输出360的路径,电流(IOUT)通过导体380传导到设备390并由设备390吸收。如上所述,增量电压电路320是可操作的,以在增量电压电路320的第一节点313与第二节点315之间提供电压降ΔV 321。结果,在第二节点315处和因此也在节点355和电路输出360处提供的电压电平从地电平电压转变到小于由电压源310提供的电压电平的电压电平,但是转变到足够高以使设备390的开关设备394饱和的电压电平,因此在电路输出360处提供指示针对设备390的“ON”状态的“ON”电压电平。在各种示例中,由“地”384表示的短路状况可以沿着导体380发生,或者可以简单地短路到电路输出360而发生。在各种示例中,电压供电310和电流源350两者都是可操作的,以限制电流,或者在相对于电路输出360发生短路状况的情况下完全停止电流到电路输出360。
开路负载检测电路301的优点包括:在用于电路输出的“OFF”状态指示与“ON”状态指示之间的整个转变时间期间执行开路负载检测。此外,在转变到“ON”状态指示已经完成之后的“ON”状态指示期间,可以继续执行开路负载检测。开路负载检测在转变期间不影响电路输出的开关行为,其中开路负载检测电路例如不增加转变时间的持续时间或延迟电路输出向电路输出提供稳定状态(Vout,O)电压电平所需的时间。由于在Vs_out减去ΔV与检测阈值电压之间的小电压差(在各种示例中为10毫伏至1伏,并且在各种示例中可以小于10毫伏),当开路负载状况发生时检测时间小,其中常规开路负载检测技术需要三态电压范围。诸如最大负载电阻、最小开路负载电阻和最大漏电流之类的开路负载检测参数是可容易定义的。例如,负载电阻的范围可以从非常低(例如单位欧姆范围)一直到20千欧。电阻的示例将被认为指示“开路负载状况”,并且包括具有值的电阻,该值为用于旨在耦合到开路负载检测电路的输出(诸如开路负载检测电路301的电路输出260)的负载的期望电阻值的两倍或更多倍。可能指示“开路负载状况”的漏电流的示例可能在微安的范围中,并且在其它示例中,在毫安的范围中。另外,不需要生成附加的开关阶段并且由控制开路负载检测模块以便提供开路负载检测的处理器或微控制器控制,因此减少处理器或微控制器上的工作负载。另外,不需要一个或多个外部设备,包括没有反馈引脚或反馈导体,以便相对于开路负载检测电路301的电路输出360提供开路负载检测。此外,不需要三态阶段,在其间负载将不受控制,以便使用开路负载检测电路301提供开路负载检测,并且因此开路负载检测电路301可以用在其中不允许三态阶段的应用中。
图4A图示根据本公开的一个或多个方面的各种信号电平的图形表示400。图形表示400包括具有电压轴401和时间轴412的图410。图410包括各种电压电平414、416、418、420和440以及各种时间段402、404和406的图形表示。如图4A中所图示,图410包括代表可能在各种示例中由开路负载检测电路301的电路输出360提供的各种电压电平的各种电压迹线422、424A和424B。在各种示例中,电压电平414表示电压供电310的电压电平,电压电平416表示用于确定在电路输出360处是否存在开路负载状况的阈值电压电平,电压电平418表示当没有开路负载状况存在时开路负载检测电路360正在电路输出360处提供“ON”状态电压电平指示时提供的典型电压电平Vout,O,并且电压电平420表示必须在电路输出360处提供以便提供足够的“ON”信号来接通耦合到电路输出360的设备390的最小电压电平。如图4A中所图示,图450包括电流轴451和时间轴452。代表在图3中的输出360处由开路负载检测电路301提供的电流IOUT的一组电流电平452、454和456在时间段402、404和406上由电流迹线455图示。如图4A中所图示,图450包括代表可能在各种示例中由开路负载检测电路301的电路输出360提供的各种电流电平的各种电流迹线455、455A和455B。在各种示例中,电流电平454表示在输出360处的电流IOUT的电流电平,电流IOUT表示当没有开路负载状况存在时IDL和IOL的总和。电流电平456表示由电流源356提供的电流IOL的电流电平。
在时间段402期间,开路负载检测电路301正在电路输出360处提供“OFF”状态指示,该状态指示由处于表示零(接地)电平电压的电压电平440的电压迹线422表示。在被指示为始于时间403并结束于时间405的时间段404期间,开路负载检测电路301从在电路输出360处提供“OFF”电平电压指示转变到在电路输出360处提供“ON”电平电压指示。在时间段404的开始,电流源350和增量电压电路320是可操作的,以将如由图450限制的高于IOUT的电流提供给电路输出360(由从无电流输出到由在图450中从零电平452上升到电平454的电流迹线455表示的电流输出的转变表示)。假设相对于电路输出360不存在开路负载状况,电压迹线422在时间点424上升到最大电压电平418,并且只要相对于电路输出360无开路负载状况发生就仍然在该电压电平。另外,如果相对于电路输出360不存在开路负载状况,电流IOUT将仍然在如由实线455A所示的电流电平454。只要在时间段406期间不发生开路负载状况,其中时间段406表示期间开路负载检测电路301仍然在“ON”状态指示阶段的时间,电压迹线422将仍然在电压电平418。如图4A中所图示,在时间段402、404和406期间的电压迹线422低于表示用于确定是否存在开路负载状况的阈值电压电平的电压电平416。在各种示例中,在这样的条件下,比较器340使用电压电平416作为用于确定是否存在开路负载状况的绝对阈值电压电平,并且当比较器340在输入344处接收电压电平422时,因为该电压电平小于阈值电压电平416,比较器340确定相对于电路输出360不存在开路负载状况。在替代方案中,在各种示例中,比较器340是可操作的,以比较电压迹线422相对于电压供电电平414的电压差分428,并且确定电压差428是否大于阈值电压差分426(代表电压电平414与阈值电压电平416之间的电压差)。如果电压差分428大于电压差分426,比较器是可操作的,以再次确定相对于电路输出360不存在开路负载状况。
在替代方案中,在当开路负载检测电路开始由时间段404表示的转变阶段的时间403,如果相对于电路输出360确实存在开路负载状况,在电路输出360处提供的输出电压将最初如由电压迹线422所示地上升到在电压电平418的电平。在该初始时间期间,电流IOUT也将跟随由迹线455图示的路径,最初上升到电流电平454。然而,在时间424,输出节点360已经被上拉到电压电平418,并且不存在电流路径或者仅仅存在来自节点355的用于从电流源350提供的电流的极其小的电流路径。结果,电流IOUT降到如由(虚线)455B所示的IOL的电平。虚线455B表示仍然来自节点355的由电流源350提供的电流IOL(诸如当在输出360处存在高欧姆状况时)。因为在输出360处存在高欧姆状况,电流源350如由电压迹线(虚线)424A所图示地将在输出360处的电压电平上拉到高于阈值电压电平416但是小于用于电压供电310的电压电平414的电压电平,如由电压迹线(虚线)424B所图示。
一旦电压电平424A在时间424C上升到高于阈值电压电平416,在各种示例中,比较器340已经在输入344处接收超过绝对阈值电压416的电压电平424(A-B),并且基于已经超过该阈值电压电平416的迹线424A和424B,确定电压迹线424指示在电路输出360处存在的开路负载状况。在替代方案中,在各种示例中,比较器340是可操作的,以比较电压迹线424相对于电压供电电平414的电压差分430,并且如果电压差分430小于阈值电压差分426(代表电压电平414与阈值电压电平416之间的电压差),比较器是可操作的,以再次确定相对于电路输出360存在开路负载状况。
如在图4B中进一步图示的,在由时间段404表示的转变时段期间,对于电压迹线422,相对于电路输出360可能不存在开路负载状况,但是在由时间407表示的时间段406期间的某个时间,相对于电路输出发生开路负载状况。如上所指出的,即使在转变时段404期间没有检测到开路负载状况时,开路负载检测电路301也在由时间段406表示的“ON”状态指示期间继续监视相对于电路输出360的开路负载状况。如图4B中所图示,如果在时间段406期间首先发生开路负载状况,由输出360提供的电流路径不为电流提供路径,或者仅仅为电流提供极其小的路径,其中电流迹线455将降到如上关于图4A所述的电流的电流电平456(虚线455B)。当电流455降到如由虚线455B图示的电流的电平456时,电流源350是可操作的,以使在电路360处提供的电压电平如由电压迹线(虚线)442A所示地上升到如由电压电平(虚线)442B图示的高于阈值电压电平416的电平。如图4B中所图示,电压迹线442A和442B图示在相对于电路输出360发生开路负载状况时在电路输出处上升到高于阈值电压电平416的电平的电压电平。如上关于电压迹线424A和424B所述,当电压迹线442A-B在时间442C上升到高于阈值电压电平416的电压电平时,比较器340是可操作的,以提供指示已经在电路输出360处检测到开路负载状况的输出信号。虽然已经关于开路负载检测电路301描述了如在图4A和图4B中图示的这些说明和开路负载检测技术,但是这些技术不限于由关于图3描述的开路负载检测电路301的利用,并且将理解:这些技术或这些技术的变型可以由附加示例性开路负载检测电路或其变型应用,如本公开中所述。
图5图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路501的示意图500。在各种示例中,开路负载检测电路501包括耦合到电路输出560的增量电压电路(ΔV)520和电流源550。如所图示的,增量电压电路520的第一节点511耦合到电压供电(Vs_out)510,并且增量电压电路520的第二节点513耦合到半导体设备514的第一引线。半导体设备514的第二引线耦合到地516,并且半导体514的栅极耦合到控制器526。在各种示例中,控制器526被配置成向半导体设备514的栅极提供控制信号,以便控制半导体514作为用于连接和断开增量电压电路520的第二节点513和地516的开关操作。
在各种示例中,增量电压电路520包括半导体设备512和放大器524。如所图示的,半导体设备512包括:耦合到增量电压电路520的第一节点511的第一引线,以及耦合到增量电压电路520的第二节点513的第二引线。放大器524包括:耦合到控制器522的第一输入521,耦合到增量电压电路520的第二节点513的第二输入523,以及耦合到半导体设备512的栅极的输出525。在各种示例中,控制器522是可操作的,以向放大器524的第一输入521提供参考电压(Vref),并且存在于第二节点513处的输出电压电平作为反馈被提供给放大器524的第二输入523。放大器524被配置成在输出525处提供输出电压,该输出电压被施加到半导体设备512时允许半导体设备512将在节点511处由电压供电510供应的电压调节到在第二节点513处的电压电平,该电压电平与作为Vref被提供给放大器524的输入521的电压电平相同或基本相同。
以这种方式,当增量电压电路520被激活并且适当的负载耦合到电路560时,在节点555处提供的电压由半导体设备512和放大器524精确地控制成基本上等于正被提供给放大器524的输入521的Vref电压。在各种示例中,当增量电压电路520被激活并且适当的负载连接到电路输出560时,Vref电压以及因此提供给电路输出560的电压电平被设置为小于由电压供电510提供的电压电平,并且小于用于开路负载状况的检测的阈值电压,但是足够高以提供足够的电压电平来为耦合到电路输出560的设备590提供“ON”电平信号。在各种示例中,当适当的负载耦合到电路输出560时在增量电压电路520的第二节点513处提供的“ON”电压电平被称为Vout,O,并且被计算为Vout,O=Vsupply_out-ΔV,其中Vsupply_out是由电压供电510提供的电压电平,并且ΔV表示由于由放大器524提供给电路输出560和负载590的半导体设备512的调节而在增量电压电路520的第一节点511与第二节点513之间的电压降ΔV(529)。
半导体设备512和514不限于任何特定类型的半导体设备,并且在各种示例中是双极晶体管、金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)设备,但是不限于这些设备或这些类型的设备中的任何特定的设备,可以是可以作为如本文在开路负载检测电路301中所述和所示的可变电阻操作的任何其它类型的设备。在各种示例中,半导体设备512和514不是相同类型的设备。在各种示例中,半导体设备514是固态继电器(SSR)。控制器522不限于任何特定类型的控制器,并且可以是任何设备或电路,任何设备或电路是可操作的,以由开路负载检测电路501控制以向放大器524的输入521提供参考电压。此外,控制器526不限于任何特定类型的控制器,并且可以是任何设备或电路,任何设备或电路是可操作的,以由开路负载检测电路501控制以提供可操作以控制半导体设备514的状态的控制信号。
在各种示例中,电流源550是如图3中所图示的电流源350,并且提供与上面关于电流源350所述的相同的功能和性能特征。如图5中所图示,电流源550具有耦合到电压供电510的输入551和耦合到节点555的电流输出553。在各种示例中,电流源550是低降电流源,在节点555处存在电流路径以吸收电流但是该电流高于用于开路负载状况的检测的阈值的最小电平时是可操作的,以从电流输出553提供电流输出(IOL)557。当存在来自节点555的电流路径以吸收大于由电流源550提供的最小电流IOL时,电流源550是可操作的,以向节点555提供电流IOL,同时对节点555处的电压电平没有影响。然而,当电流源550被激活并且没有电流路径,或者存在不可以从电流源550吸收电流的最小电平(大于阈值电平)的电流路径(高欧姆)时,电流源550是可操作的,以将在节点555处提供的电压电平上拉到一电压电平,该电压电平高于用于在电路输出560处检测开路负载状况的阈值电压电平并且将使比较器540确定相对于电路输出560存在开路负载状况。在各种示例中,当电流源550被激活并且在节点555处不存在电流路径,或者仅仅存在用于来自电流源550的电流的非常小的电流路径时,电流源550是可操作的,以将在节点555处提供的电压电平拉到基本上等于正由电压供电510提供的电压电平的电压电平。
在各种示例中,比较器540是如图3中所图示的比较器340,并且以与上面关于比较器340所述的相似的方式、使用关于图4A和图4B所述的技术中的一个或多个来提供相同的功能并执行特征。如图5中所图示,比较器540包括:耦合到电路输出560的第一输入541,耦合到电压供电510的第二输入,以及开路负载检测输出545。在各种示例中,比较器540是可操作的,以比较在电压供电510与在电路输出560处提供的电压电平之间的电压差分,并且当电压供电510与电路输出560处的电压电平之间的电压差分小于阈值电压差分电平时在开路负载检测输出545处提供输出信号。在各种示例中,比较器540是可操作的,以在第一输入541处接收电压电平,比较输入541处的电压电平和绝对阈值电压值,并且如果输入541处的电压电平超过绝对阈值电压值则在输出545处提供指示电路输出560处的开路负载状况的输出信号。当适当的负载耦合到电路输出560时,绝对阈值电压值被设置在高于由增量电压电路520提供的Vout,O电压电平,但是小于由电压供电510提供的电压电平的某个值。
如图5中所示,开路负载检测电路501是可操作的,以通过耦合503耦合到由说明性设备590表示的负载505,其中耦合503包括导体580,该导体580是可操作的,以将开路负载检测电路501的电路输出560耦合到设备590的输入591。如所图示的,由“X”582表示的开路负载状况可以关于由如上关于连接器380所述的导体580提供的连接以及如关于图3所述的开路负载状况382而存在,并且其中连接380和开路负载状况382的描述可应用于如图5中所图示的连接器580和开路负载状况582。另外,在各种示例中,负载590包括:分别各自对应于如图3中所图示的设备390的电阻负载392和396、开关设备394和开关输出393的电阻负载592和596、开关设备594和开关输出593。这样,在这些示例中,负载305和连接303的特征和功能可应用于负载505和连接503,并且所以连接503和负载505的完整描述在此不被重复。然而,负载505的示例不限于任何特定类型的负载,并且在各种示例中可以是任何类型的负载,任何类型的负载是可操作的,以由开路负载检测电路501所提供的电路输出560控制。
开路负载检测电路501以与上面关于图3中的开路负载检测电路301所述的相似的方式操作,但是使用增量电压电路520代替由开路负载检测电路301利用的增量电压电路320。例如,当开路负载检测电路501正在电路输出560处为设备590提供“OFF”状态指示时,控制器522操作以控制放大器524和半导体设备512,使得半导体设备512充当开路开关,并且控制器526操作以控制半导体设备514充当闭合开关。当处于这种配置时,电路输出560通过半导体设备514耦合到地516,并且没有电流通过增量电压控制电路520流动。在各种示例中,设备590包括开关设备594以及为输入591提供无源下拉的电阻负载596。这样,由电路输出560提供的输入591到地的耦合向设备590提供“OFF”状态信号电平,从而使负载590处于“OFF”状态。
在“OFF”状态期间,电流源550和比较器540可以是不活动的。然而,如果电流源550在“OFF”状态期间是活动的,电流源550是可操作的,以在电流输出553处通过半导体设备514向地提供小电流,并且因此不影响在节点555处提供的电压电平。在“OFF”状态期间,如果比较器540被激活,比较器540的输入541通过半导体设备514耦合到地,并且因此由于正在输入541处提供低电压电平而将不检测开路负载状况。
当在电路输出560处从提供“OFF”状态指示转变到“ON”状态指示时,开路负载检测电路501操作控制器526以使半导体设备514充当开路开关,将节点555和电路输出560与地516断开。在将节点555和输出560与地516断开之后,开路负载检测电路520被激活,其中控制器522向放大器524的输入521提供Vref电压电平,并且作为响应,放大器524的输出525向半导体设备512的栅极提供信号,使半导体设备512操作以允许电流通过半导体设备512流动。假设适当的负载连接到电路输出560,从第一节点511通过半导体设备512并且流出增量电压电路520的第二节点513的电流将会将增量电压电路520的第二节点513基本上上拉到在放大器524的输入521处提供的Vref的电压电平,并且从第二节点513到放大器524的输入523的反馈将会将在节点555处的电压电平稳定在Vref的电平。随着从“OFF”状态电压电平到ON状态电压电平的转变的完成,电路输出560将提供基本上等于Vref的最大电压电平,最大电压电平足够向设备590提供“ON”信号,并且因此是可操作的,以将设备590从“OFF”状态转变到“ON”状态。此外,因为在电路输出560处提供的电压电平小于在电路输出560处所需的阈值电压电平以使比较器540检测关于电路输出560存在开路负载状况,比较器540将不提供指示开路负载状况的输出信号。在这些操作条件下,由于由负载590在节点555处提供的电流路径,电流源550将不可操作以控制节点555处的电压电平,并且将提供与上述的相似的弱电流IOL。
在替代示例中,当如图5中所图示的开路负载检测电路501正在电路输出560处从提供“OFF”状态指示向“ON”状态指示转变时,如果在任何时候适当的负载都不耦合到电路输出560(如由开路负载状况“X”582表示),下面的将发生。在初始电流中,输出560由增量电压电路520和电流源550充电,并且在输出560处的电压被上拉到电压电平Vout,O。在开路负载状况下,电流源550是可操作的,以将在节点555处提供的电压电平上拉到高于阈值电压电平的、用于检测相对于电路输出560的开路负载状况的电压电平,而增量电压电路520不能够在节点513上源出高于Vout,O的电压电平的任何电流,并且当被提供在比较器540的输入541处时该电压电平将使比较器540在开路负载检测输出545处生成指示在电路输出560处存在开路负载状况的输出信号。在各种示例中,如上所述,比较器540使用电压差分或绝对阈值电压电平中的任一个来确定在节点555处提供的电压电平指示在电路输出560处的开路负载状况。
另外,一旦开路负载检测电路501已经在电路输出560处完成从提供“OFF”状态指示到提供“ON”状态指示的转变,监视电路输出560处的开路负载状况就可以继续,同时处于“ON”状态。如果在电路输出560处提供“ON”状态指示时的任何时候都相对于电路输出560发生开路负载状况,开路负载检测电路501是可操作的,以检测开路负载状况,并提供输出信号指示:以与上面在从“OFF”状态转变到“ON”状态期间关于开路负载状况的检测所述的相同的方式检测开路负载状况。在各种示例中,如果开路负载状况在转变阶段期间或在“ON”阶段期间由开路负载检测电路501检测,开路负载检测电路501是可操作的,以从“ON”状态转变回到“OFF”状态。在各种示例中,从“ON”转变到“OFF”状态包括去激活增量电压电路520,并且在各种示例中进一步包括操作半导体设备514以将电路输出560耦合到地516。在各种示例中,由“地”584表示的短路状况可以沿着导体580或者简单地通过短路到电路输出560而发生。在各种示例中,电压供电510和电流源550两者都是可操作的,以限制电流,或者在相对于电路输出560发生短路状况的情况下完全停止电流到电路输出560。
开路负载检测电路501的优点包括上面关于开路负载检测电路301所述的优点。另外,开路负载检测电路501提供基于反馈控制和由放大器524提供的其它参数而精确定义和控制的“ON”状态输出电压电平的优点。在各种示例中,开路负载检测电路501是如图1中所图示的输出控制电路120的电路输出122、124和126中的一个或多个。在各种示例中,如图1中所图示的CU 110的处理器112提供控制信号以控制开路负载检测电路501的控制器522和控制器526的操作。在各种示例中,比较器540的开路负载检测输出545提供代表开路负载状况的检测的输出信号作为到CU 110的处理器112的输入,用于由CU 110进一步处理。在各种示例中,响应于接收指示开路负载状况的检测的信号,CU 110的处理器112是可操作的,以给开路负载检测电路501提供控制信号,该控制信号是可操作的,以使开路负载检测电路501从在电路输出560处提供“ON”状态电平转变到在电路输出560处提供“OFF”状态电平输出。
图6图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路601的示意图600。在各种示例中,开路负载检测电路601包括耦合到电路输出660的增量电压电路(ΔV)620和电流源650。如所图示的,增量电压电路620的第一节点611耦合到电压供电(Vs_out)610,并且增量电压电路620的第二节点613耦合到半导体设备616的第一引线。半导体设备616的第二引线耦合到地618,并且半导体616的栅极耦合到控制器626。在各种示例中,控制器626被配置成向半导体设备616的栅极提供控制信号,以便允许半导体设备616充当开关,该开关是可操作的,以连接或断开增量电压电路620的第二节点613与地618。
在各种示例中,增量电压电路620包括半导体设备612和二极管614。如所图示的,半导体设备612包括:耦合到增量电压电路620的第一节点611的第一引线,以及耦合到二极管614的阳极的第二引线。二极管614包括耦合到增量电压电路620的第二节点613的阴极。在各种示例中,控制器622耦合到半导体设备612的栅极,并且是可操作的,以控制半导体设备612,使得半导体612作为开关操作以将由电压供电610提供的电压耦合到二极管614的阳极。在这些条件下,如果用于从第二节点613流出的电流的路径可用,通过增量电压电路620的电流将导致在第一节点611与第二节点613之间由电压降(ΔV)629表示的电压降,并且在节点613处提供的电压输出将被提供给节点655和电路输出660。在其中半导体设备612正作为闭合开关操作的各种示例中,电压降ΔV 629将简单地是跨过二极管614的电压降,并且在第二节点613处提供的电压电平将基本上为Vout,O=Vsupply_voltage-Vdiode,其中Vsupply_voltage是正由电压供电610提供的电压电平,并且Vdiode是由于通过增量电压电路620的电流而跨过二极管614发生的电压降。在各种示例中,Vdiode在室温下基本上为0.7伏。在其中控制器622可操作以将半导体设备612控制为电阻负载的示例中,当正通过增量电压电路620发生电流时可以生成跨过半导体设备612的附加电压降。在其中半导体设备612正作为电阻负载操作的操作条件下,在第二节点613处提供的电压电平将是被计算为Vout,O=Vsupply_voltage-Vdrop612-Vdiode的电压降ΔV 629,其中Vsupply_voltage是由电压供电610提供的电压电平,Vdrop612是由通过增量电压电路620的电流产生的跨过半导体设备612的电压降,并且Vdiode是由通过增量电压设备620的电流引起的跨过二极管614的电压降。
以这种方式,当增量电压电路620被激活并且适当的负载耦合到电路输出660时,在节点655处提供的电压被提供为由通过增量电压电路620的电流产生的Vout,O。在各种示例中,Vout,O电压电平被设置为小于由电压供电610提供的电压电平,并且小于用于开路负载状况的检测的阈值电压,但是足够高以提供足够的电压电平来为耦合到电路输出660的设备690提供“ON”信号。
在图6中,半导体设备612和616不限于任何特定类型的半导体设备,并且在各种示例中是固态继电器(SSR)、双极晶体管、金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物设备(CMOS),但是不限于这些设备或这些类型的设备中的一个,所述半导体设备612和616可以是任何其它类型的设备,任何其它类型的设备可以作为如本文在开路负载检测电路601中所述和所示的开关设备操作。此外,控制器622和控制器626不限于任何特定类型的控制器,并且可以是任何设备或电路,任何设备或电路是可操作的,以由开路负载检测电路601控制以提供控制信号,该控制信号是可操作的,以分别控制半导体设备612和616的状态。
在各种示例中,电流源650是如图3中所图示的电流源350,并且提供与如上面关于电流源350所述的相同的功能和性能特征,但是具有如本文中关于电流源650进一步描述的差异。如图6中所图示,电流源650具有耦合到第二电压供电(Vs_out2)670的输入651以及耦合到半导体设备654的第一引线的电流输出653。如所图示的,半导体设备654包括耦合到节点655的第二引线以及耦合到控制器652的栅极。在各种示例中,控制器652是可操作的,以向半导体设备654的栅极提供控制信号,以允许半导体设备654作为为电流源650提供有源反向电流保护的二极管操作。在各种示例中,当电流源650被激活时,控制器652向半导体设备654的栅极提供控制信号,以将电流源650的电流输出653耦合到节点655,允许从电流输出653提供的电流被提供给节点655,但是防止电流回流到电流输出653中。在各种示例中,电流源650是当在节点655存在电流路径以吸收电流时可操作以从电流输出653提供电流输出(IOL)657的电流源。当存在来自节点655的能够吸收由电流源650提供的最小电流量的电流的电流路径时,电流源650是可操作的,以向节点655提供电流,同时对节点655处的电压电平没有影响。然而,当电流源650被激活并且在节点655处存在开路负载状况时,电路输出660不能够吸收由电流源650从电流输出653提供的任何或至少最小量的电流,并且电流源650是可操作的,以将在节点655处提供的电压电平上拉到一电压电平,该电压电平将超过用于检测开路负载状况的阈值电压电平并且将使比较器640确定相对于电路输出660存在开路负载状况。在各种示例中,由第二电压供电670提供的电压电平高于由电压供电610提供的电压。在各种示例中,由第一电压供电610提供的电压电平是如在汽车应用中提供的电池电压。在各种示例中,电荷泵(未示出)用于提供电荷泵电压作为由第二电压供电670提供的电压电平。在各种示例中,由第二电压供电670提供的电压电平高于由比较器640用于确定相对于电路输出660存在开路负载状况的阈值电压电平。
在各种示例中,比较器640是如图3中所图示的比较器340,并且以与上面关于比较器340所述的相同的方式提供相同的功能并执行。如图6中所图示,比较器640包括:耦合到电路输出660的第一输入641,耦合到电压供电610的第二输入643,以及开路负载检测输出645。在各种示例中,比较器640是可操作的,以比较电压供电610与在电路输出660处提供的电压电平之间的电压差分,并且当电压供电610与电路输出660处的电压电平之间的电压差分小于阈值电压差分电平时在开路负载检测输出645处提供输出信号。在各种示例中,比较器640是可操作的,以在第一输入641处接收电压电平,比较输入641处的电压电平和绝对阈值电压电平,并且如果输入641处的电压电平超过绝对阈值电压电平则在输出645处提供指示电路输出660处的开路负载状况的输出信号。在各种示例中,当适当的负载耦合到电路输出660时,绝对阈值电压值被设置在高于由增量电压电路620提供的Vout,O电压电平,但是小于由第二电压供电670提供的电压电平的某个值。
如图6中所示,开路负载检测电路601是可操作的,以通过耦合603耦合到由说明性设备690表示的负载605,其中耦合603包括导体680,该导体680是可操作的,以将开路负载检测电路601的电路输出660耦合到设备690的输入691。如所图示的,由开路负载状况“X”682表示的开路负载状况可以关于由如上面关于连接器380所述的导体680提供的连接以及如关于图3所述的开路负载状况382而存在,并且其中连接380和开路负载状况382的描述可应用于如图6中所图示的连接器680和开路负载状况682。另外,在各种示例中,设备690包括分别各自对应于如图3中所图示的负载390的电阻负载392和396、开关设备394和开关输出393的电阻负载692和696、以及开关设备694和开关输出693。这样,在这些示例中,负载305和连接303的特征和功能可应用于负载605和连接603,并且所以连接603和负载690的完整描述在此不被重复。然而,负载605的示例不限于任何特定类型的负载,并且在各种示例中可以是可操作以由开路负载检测电路601所提供的电路输出660控制的任何类型的负载。
开路负载检测电路601以与上面关于图3中的开路负载检测电路301所述的相似的方式操作,但是使用增量电压电路620代替由开路负载检测电路301利用的增量电压电路320,并且电流源650耦合到除增量电压电路620以外的第二电压供电,并且具有将电流源650的输出耦合到节点655和电路输出660的半导体设备。例如,当开路负载检测电路601正在电路输出660处为设备690提供“OFF”状态指示时,控制器622操作以控制半导体设备612,使得半导体设备612充当开路开关,并且控制器626操作以控制半导体设备616充当闭合开关。当处于这种配置时,电路输出660通过半导体设备616耦合到地618,并且没有电流正通过增量电压控制电路620流动。在各种示例中,设备690以与如图3中所图示的针对负载设备390所述的相似的方式操作,其中设备690包括开关设备694和为输入691提供无源下拉的电阻负载696。这样,如由电路输出660提供的输入691到地的耦合向设备690提供“OFF”状态信号电平,将设备690转换到“OFF”状态。
在“OFF”状态期间,电流源650和比较器640可以是不活动的。然而,如果电流源650在“OFF”状态期间是活动的,电流源650是可操作的,以在电流输出653处通过半导体设备654向节点655并且然后通过半导体设备616向地提供小电流,并且因此不影响在节点655处提供的电压电平。在“OFF”状态期间,如果比较器640被激活,比较器640的输入641通过半导体设备616耦合到地,并且因此由于正在输入641处接收的低电压电平而将不检测开路负载状况。
当在电路输出660处从提供“OFF”状态指示转变到“ON”状态指示时,开路负载检测电路601操作控制器626以使半导体设备616充当开路开关,将节点655和电路输出660与地618断开。开路负载检测电路620之后被激活,其中控制器622提供使半导体设备612或者作为闭合开关或者作为电阻负载操作的控制信号,因此允许电流通过半导体设备612和二极管614流动。假设适当的负载连接到电路输出660,从第一节点611通过半导体设备612和二极管614并从增量电压电路620的第二节点613流出的电流将会将增量电压电路620的第二节点613基本上上拉到电压电平Vout,O,该电压电平Vout,O代表由电压供电610提供的电压电平与电压降ΔV 629之间的差。随着从“OFF”状态电压电平到ON状态电压电平的转变的完成,电路输出660将提供基本上等于Vout,O的足够向设备690提供“ON”信号的最大电压电平,并且因此是可操作的,以将设备690从“OFF”状态转变到“ON”状态。此外,因为在电路输出660处提供的电压电平小于在电路输出660处使比较器640检测关于电路输出660的开路负载状况所需的电压电平,比较器640将不提供指示开路负载状况的输出信号。在这些操作条件下,电流源650将不可操作以控制节点655处的电压电平,并且将由于在节点655处由负载690提供的电流路径而提供类似于如上所述的弱电流。
在替代示例中,当如图6中所图示的开路负载检测电路601正在电路输出660处从提供“OFF”状态指示向“ON”状态指示转变时,将如下进行。在适当的负载不耦合到电流输出660(如由开路状况“X”682表示)的任何时间,在初始电流之后将增量电压电路620和电路输出660充电到电压电平Vout,O。一旦输出660处的电压电平被上拉到Vout,O电压电平,增量电压电路620的激活将不导致从增量电压电路620的第一节点611到第二节点613的进一步的电流,因为电路输出660不提供路径来吸收电流,或者由于开路负载状况而为电流从节点655通过负载690流动仅仅提供极其小的路径。在这些条件下,如上所述,电流源650是可操作的,以将在节点655处提供的电压电平上拉到一电压电平,该电压电平在比较器640的输入641处被提供时将使比较器640在开路负载检测输出645处生成指示在电路输出660处存在开路负载状况的输出信号。在各种示例中,当电流源650被激活并且节点655由于开路负载状况而不提供电流通路来吸收提供给节点655的电流时,电流源650是可操作的,以将在节点655处提供的电压电平上拉到基本上等于由第二电压源670提供的电压电平的电压电平。在各种示例中,如上所述,比较器640使用电压差分或绝对阈值电压电平中的任一个来确定在节点655处提供的电压电平指示电路输出660处的开路负载状况,如上所述。
另外,一旦开路负载检测电路601已经完成在电路输出660处从提供“OFF”状态指示到提供“ON”状态指示的转变,监视电路输出660处的开路负载状况就可以继续,同时处于“ON”状态。如果在电路输出660处提供“ON”状态指示的任何时间,相对于电路输出660发生开路负载状况,则开路负载检测电路601是可操作的,以检测开路负载状况,并提供输出信号指示:以与上面在从“OFF”状态转变到“ON”状态期间关于开路负载状况的检测所述的相同的方式检测开路负载状况。在各种示例中,如果开路负载状况在转变阶段期间或在“ON”阶段期间由开路负载检测电路601检测,开路负载检测电路601是可操作的,以从“ON”状态转变回到“OFF”状态。在各种示例中,从“ON”状态转变到“OFF”状态包括去激活增量电压电路620,并且在各种示例中进一步包括操作半导体设备616,以便将电路输出660耦合到地618。在各种示例中,由“地”684表示的短路状况可以沿着导体680或者简单地通过短路到电路输出660而发生。在各种示例中,电压供电610和670以及电流源650两者都是可操作的,以限制电流,或者在相对于电路输出660发生短路状况的情况下完全停止电流到电路输出660。
开路负载检测电路601的优点包括上面关于开路负载检测电路301所述的优点。另外,开路负载检测电路601提供依靠二极管614简单反向保护增量电压电路620的优点,以及使用当存在开路负载状况时电流源650可以将电路输出660拉到的差分电压电平的能力,因此允许开路负载检测电路602包括半导体设备以保护电流源650。
在各种示例中,开路负载检测电路601是如图1中所图示的输出控制电路120的电路输出122、124和126中的一个或多个。在各种示例中,如图1中所图示的CU 110的处理器112提供控制信号以控制开路负载检测电路601的控制器622、控制器626的操作的。此外,由开关负载检测电路601的半导体设备654和控制器652提供的反向保护是独立于对CU 110输入或控制的任何需要而提供的。在各种示例中,控制器652提供独立于来自外部CU的任何输入的反向保护的控制。在各种示例中,比较器640的开路负载检测输出645提供代表开路负载状况的检测的输出信号作为到CU 110的处理器112的输入,用于由CU 110进一步处理。在各种示例中,响应于从开路负载检测电路601接收指示开路负载状况的检测的信号,CU 110的处理器112是可操作的,以给开路负载检测电路601提供控制信号,该控制信号是可操作的,以使开路负载检测电路601从在电路输出660处提供“ON”状态电平输出转变到在电路输出660处提供“OFF”状态电平输出。
图7图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路701的示意图700。在各种示例中,开路负载检测电路701包括增量电压电路(ΔV)720以及通过二极管752耦合到电路输出760的电流源750。如所图示的,增量电压电路720的第一节点711耦合到电压源(Vs_out)710,并且增量电压电路720的第二节点713耦合到半导体设备716的第一引线。半导体设备716的第二引线耦合到地718,并且半导体716的栅极耦合到控制器726。在各种示例中,控制器726被配置成向半导体设备716的栅极提供控制信号,以便允许半导体设备716充当开关,该开关是可操作的,以连接或断开增量电压电路720的第二节点713与地718。
在各种示例中,增量电压电路720包括第一半导体设备712和第二半导体设备714。如所图示的,第一半导体设备712包括:耦合到增量电压电路720的第一节点711的第一引线,以及耦合到第二半导体设备714的第一引线的第二引线。第二半导体设备714包括耦合到增量电压电路720的第二节点713的第二引线。如图7中所图示,控制器724耦合到第一半导体设备712的栅极,并且还耦合到第二半导体设备714的栅极。在各种示例中,控制器724是可操作的,以控制半导体设备712,使得半导体设备712充当逆向电压保护,并且将由电压供电710提供的电压耦合到第二半导体设备714的第一引线。在各种示例中,电压供电710的逆向电压保护是重要和/或需要的,因为电路输出760可被暴露到的外部电压可以是比由电压供电710提供的电压电平高的电压电平。可以图示这样的实例的示例,其中电压供电710被设置为提供+5伏,并且其中负载790是汽车应用中的负载,其中诸如+12伏的作为电池电压被提供的电压可能潜在地连接到导体780,并且因此耦合到电压供电710。在这样的实例中,半导体712是可操作的,以提供电压供电710的逆向电压保护,从而防止不经意地施加到电压供电710的输出的较高电压电平。
在各种示例中,控制器724也是可操作的,以控制712和714,使得712和714可以充当电阻。另外,当712的栅极以防止电流回流到供应节点710的方式受控时,712可以充当逆向供电保护。在各种示例中,半导体714还充当开关。在这些条件下,如果用于从第二节点713流出的电流的路径可用,通过增量电压电路720的电流将导致在第一节点711和第二节点713之间的由电压降(ΔV)729表示的电压降,并且在第二节点713处提供的电压输出将被提供给节点755和电路输出760。在其中第一半导体设备714正作为闭合开关操作并且第二半导体设备712正作为电阻负载操作的各种示例中,电压降ΔV 729将仅仅是跨过第二半导体设备712的电压降,而在第二节点713处提供的电压电平将基本上为Vout,O=Vsupply_voltage-Vdrop712,其中Vsupply_voltage是正由电压供电710提供的电压电平,并且Vdrop712是由于通过增量电压电路720的电流而跨过第二半导体设备712发生的电压降。由半导体设备712和714执行的操作的示例不限于这些特定组合,并且其中半导体设备712作为二极管、可变电阻和/或开关操作以及其中半导体设备714作为可变电阻和/或开关操作的任何组合被设想成用于由增量电压电路720使用。在各种示例中,当半导体设备712被切换并且电流仅仅由体效应二极管(bulk diode)传导时,Vdrop712在室温下基本上为0.7伏。在其中半导体设备714充当开关并且半导体设备712可操作以为电压供电710提供反向保护的示例中,半导体设备712的栅极电压的控制可以被设置为跨过半导体设备712的电压降,并且因此假如ΔV 729为0.7伏。
在各种示例中,如本领域技术人员将理解的,控制器724是可操作的,以控制在非饱和区域中的第一半导体设备712和第二半导体设备714,以便在第二节点713处提供电压电平并且从第二节点713提供电流,以便控制和提供功率来驱动如由图7中的设备790所图示的诸如负载705之类的负载。在这样的条件下,由于通过增量电压电路720的电流的调节而将生成电压降ΔV 729,以便提供电压和电流来为负载705供电。在其中第一半导体设备712和第二半导体设备714都正在线性(非饱和)区域中操作的操作条件下,在第二节点713处提供的电压电平将是被计算为Vout,O=Vsupply_voltage-Vdrop712-Vdrop714的电压降ΔV 729,其中Vsupply_voltage是由电压供电710提供的电压电平,Vdrop712是由通过增量电压电路720的电流产生的跨过第一半导体设备712的电压降,并且Vdrop714是由通过增量电压设备720的电流引起的跨过第二半导体设备714的电压降。
以这种方式,当增量电压电路720被激活并且适当的负载耦合到电路输出760时,在节点755处提供的电压由通过增量电压电路720的电流提供为Vout,O。在各种示例中,Vout,O电压电平被设置为小于由电压供电710提供的电压电平,并且小于用于在电路输出760处的开路负载状况的检测的阈值电压,但是足够高以提供足够的电压电平来为耦合到电路输出760的设备790提供“ON”信号,或者在各种示例中足够高以提供足够驱动和操作耦合到电路输出760的设备790的电压和电流电平。
在图7中,半导体设备712、714和716不限于任何特定类型的半导体设备,并且在各种示例中是双极晶体管、金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)设备,但是不限于这些设备或这些类型的设备中的一个,该半导体设备712、714和716可以是任何其它类型的设备,任何其它类型的设备可以作为开关设备或者作为如本文在开关负载检测电路701中所述和所示的电阻负载操作。如将由本领域普通技术人员所理解的,控制器724和控制器726不限于任何特定类型的控制器,并且可以是任何设备或电路,任何设备或电路是可操作的,以由开路负载检测电路701控制以提供控制信号,该控制信号是可操作的,以分别控制半导体设备712、714和716的状态。
在各种示例中,电流源750是如图3中所图示的电流源350,并且提供与上面关于电流源350所述的相同的功能和性能。如图7中所图示,电流源750具有耦合到第二电压供电(Vs_out2)770的输入751以及耦合到二极管752的阳极的电流输出753。如图7中所图示,二极管752包括耦合到节点755的阴极。在各种示例中,第二电压供电770是与第一电压供电710相同的电压供电。在各种示例中,第二电压供电770是与电压供电710不同的电压供电,并且第二电压供电770是可操作的,以提供高于由电压供电710提供的电压电平的电压电平。在各种示例中,当电流源750被激活时,二极管752是可操作的,以允许从电流输出753提供的电流流动到节点755,但是防止电流从节点755流回电流源750的电流输出753。在各种应用中,由二极管752执行的该特征是必需的,以便防止电压电平将电流反向驱动到第二电压供电770中,该电压电平被从开路负载检测电路701外部不经意地施加到电路输出760并且其是比由第二电压供电770提供的电压电平高的电压。以类似的方式,半导体设备712和714中的一个或两者是可操作的,以防止电压电平将电流反向驱动到电压供电710中,该电压电平被从开路负载检测电路701外部不经意地施加到电路输出760并且其是比由电压供电710提供的电压电平高的电压。
在各种示例中,电流源750是电流源,该电流源是可操作的,以在节点755处存在电流路径以吸收电流时从电流输出753提供电流输出(IOL)757。当存在来自节点755的电流路径以吸收由电流源750提供的电流时,电流源750是可操作的,以向节点755提供电流,同时对在节点755处提供的电压电平没有影响。然而,当电流源750被激活并且如先前所述的开路负载状况存在于节点755处时,电流源750是可操作的,以将在节点755处提供的电压电平上拉到将使比较器740确定相对于电路输出760存在开路负载状况的电压电平。在各种示例中,当电流源750被激活并且在节点755处存在开路负载状况时,电流源750是可操作的,以将在节点755处提供的电压电平拉到高于在节点760处的开路负载检测阈值的、包括二极管752的电压降的电压电平。在各种示例中,由第二电压供电770提供的电压电平高于由电压供电710提供的电压。在各种示例中,由第二电压供电770提供的电压电平是如在汽车应用中提供的电池电压。在各种示例中,电荷泵(未示出)用于提供电荷泵电压作为由第二电压供电770提供的电压电平。
在各种示例中,比较器740是如图3中所图示的比较器340,并且以与上面关于比较器340所述的相同的方式提供相同的功能并执行。如图7中所图示,比较器740包括:耦合到电路输出760的第一输入741,耦合到电压供电710的第二输入743,以及开路负载检测输出745。在各种示例中,比较器740是可操作的,以比较电压供电710与在电路输出760处提供的电压电平之间的电压差分,并且当电压供电710与电路输出760处的电压电平之间的电压差分小于阈值差分电压电平时在开路负载检测输出745处提供输出信号。在各种示例中,比较器740是可操作的,以在第一输入741处接收电压电平,比较输入741处的电压电平和绝对阈值电压电平,并且如果输入741处的电压电平超过绝对阈值电压电平则在输出745处提供指示电路输出760处的开路负载状况的输出信号。在各种示例中,当适当的负载耦合到电路输出760时,绝对阈值电压电平被设置在高于由增量电压电路720提供的Vout,O电压电平,但是小于由第二电压供电770提供的电压电平的某个值。
如图7中所示,开路负载检测电路701是可操作的,以通过耦合703耦合到由说明性设备790表示的负载705,耦合703包括导体780,该导体780是可操作的,以将开路负载检测电路701的电路输出760耦合到设备790的输入791。如所图示的,由开路负载状况“X”782表示的开路负载状况可以关于由如上关于连接器380所述的导体780提供的连接以及如关于图3所述的开路负载状况382而存在,并且其中连接380和开路负载状况382的描述可应用于如图7中所图示的连接器780和开路负载状况782。在各种示例中,设备790是如图3中所图示的设备390,该设备790包括在对应于负载390的输入391的输入791处的无源下拉。这样,在这些示例中,负载305和连接303的特征和功能可应用于负载705和连接703,并且所以连接703和负载705的全部描述在此不被重复。然而,负载790的示例不限于任何特定类型的负载,并且在各种示例中可以是任何类型的负载,任何类型的负载是可操作的,以由开路负载检测电路701所提供的电路输出760控制。
开路负载检测电路701以与上面关于图3中的开路负载检测电路301所述的相似的方式操作,但是使用增量电压电路720代替如由开路负载检测电路301利用的增量电压电路320。例如,当开路负载检测电路701正在电路输出760处为设备790提供“OFF”状态指示时,控制器724操作以控制第一半导体设备712和第二半导体设备714充当开路开关,或者仅仅控制半导体设备714充当开路开关,并且控制器726操作以控制半导体设备716充当闭合开关。当处于这种配置时,电路输出760通过半导体设备716耦合到地718,并且没有电流正通过增量电压控制电路720流动。在各种示例中,设备790以与如图3中所图示的针对负载设备390所述的相似的方式操作,其中设备390包括开关设备394和电阻负载396,电阻负载396如图3中所图示地为输入391提供无源下拉。这样,如由电路输出760提供的输入791到地的耦合向设备790提供“OFF”状态电压电平,从而将设备790转换到“OFF”状态。在“OFF”状态期间,电流源750和比较器740可以是不活动的。然而,如果电流源750在“OFF”状态期间是活动的,电流源750是可操作的,以在电流输出753处通过二极管752向节点755并且然后通过半导体设备716向地提供小电流,并且因此电流源750不影响在节点755处提供的电压电平。在“OFF”状态期间,如果比较器740被激活,比较器740的输入741通过半导体设备716耦合到地,并且因此由于提供给比较器740的输入741的低电压电平而将不检测开路负载状况。
当在电路输出760处从提供“OFF”状态指示转变到“ON”状态指示时,开路负载检测电路701操作控制器726以使半导体设备716充当开路开关,将节点755和电路输出760与地718断开。增量电压电路720之后被激活,其中控制器724提供控制信号,因此允许电流通过第一半导体设备712和第二半导体设备714流动,该控制信号使第一半导体设备712或者作为闭合开关或者作为电阻负载操作并使半导体设备714在线性范围中操作,如上所述。假设适当的负载连接到电路输出760,从第一节点711通过半导体设备712和714并且从增量电压电路720的第二节点713流出的电流将会将增量电压电路720的第二节点713基本上上拉到电压电平Vout,O,电压电平Vout,O代表由电压供电710提供的电压电平与电压降ΔV 729之间的差。随着从“OFF”状态电压电平到ON状态电压电平的转变的完成,电路输出760将提供基本上等于Vout,O的最大电压电平,最大电压电平足够向设备790提供“ON”信号,或者将电阻或电感负载794驱动到ON状态,并且因此是可操作的,以将负载705从“OFF”状态转变到“ON”状态。此外,因为在电路输出760处提供的电压电平小于在电路输出760处使比较器740检测关于电路输出760的开路负载状况所需的电压电平,比较器740将不提供指示开路负载状况的输出信号。在这些操作条件下,电流源750将不可操作以控制节点755处的电压电平,并且由于在节点755处由负载705提供的电流路径而将提供与如上所述的相似的弱电流。
在替代示例中,当如图7中所图示的开路负载检测电路701正在电路输出760处从提供“OFF”状态指示转变到“ON”状态指示时,在其中电流流动到电荷输出760直到Vout,O电压电平的短暂的初始时间之后,如果在该初始时段之后适当的负载不耦合到电路输出760并且存在开路状况(如由开路负载状况“X”782表示)的任何时间,增量电压电路720的激活将导致仅仅通过增量电压电路720的电流,直到节点713处的电压被上拉到达Vout,O。一旦达到Vout,O输出电压,就将不发生从增量电压电路720的第一节点711到第二节点713的进一步的电流流动,因为电路输出760不提供从节点755通过负载790吸收电流的路径,或者由于开路负载状况而仅仅为将从节点755吸收的电流提供极其小的电流路径。在这些条件下,如上所述,电流源750与二极管752一起是可操作的,以将在节点755处提供的电压电平上拉到一电压电平,该电压电平在比较器740的输入741处被提供时将使比较器740在开路负载检测输出745处生成指示在电路输出760处存在开路负载状况的输出信号。在各种示例中,电流源750与二极管752一起是可操作的,以将在节点755处提供的电压电平上拉到基本上等于一电压电平(该电压电平在电流源750被激活并且节点755由于开路负载状况而不提供电流路径来吸收提供给节点755的电流时由第二电压供电770提供并且由二极管752上的电压降减少)的电压电平。在各种示例中,如上所述,比较器740使用电压差分或绝对阈值电压电平来确定在节点755处提供的电压电平指示电路输出760处的开路负载状况。在各种示例中,由第二电压供电770提供的电压电平比由比较器740用于确定在电路输出760处存在开路负载状况的阈值电压电平高。
另外,一旦开路负载检测电路701已经完成在电路输出760处从提供“OFF”状态指示到提供“ON”状态指示的转变,监视电路输出760处的开路负载状况就可以继续,同时处于“ON”状态。如果在电路输出760处提供“ON”状态指示的任何时间都相对于电路输出760发生开路负载状况,开路负载检测电路701是可操作的,以检测开路负载状况,并提供输出信号指示:以与上面在如上所述的从“OFF”状态转变到“ON”状态期间关于开路负载状况的检测所述的相同的方式检测开路负载状况。在各种示例中,如果开路负载状况在转变阶段期间或在“ON”阶段期间由开路负载检测电路701检测,开路负载检测电路701是可操作的,以从“ON”状态转变回到“OFF”状态。在各种示例中,从“ON”状态转变到“OFF”状态包括去激活增量电压电路720,并且在各种示例中进一步包括操作半导体设备716,以便将电路输出760耦合到地718。在各种示例中,由“地”784表示的短路状况可以沿着导体780或者简单地通过短路到电路输出760而发生。在各种示例中,电压供电710和770以及电流源750两者都是可操作的,以限制电流,或者在相对于电路输出760发生短路状况的情况下完全停止电流到电路输出760。
开路负载检测电路701的优点包括上面关于开路负载检测电路301所述的优点。另外,开路负载检测电路701提供可操作以驱动电阻或电感负载的优点,该电阻或电感负载需要更高功率需求,同时在负载正在从“OFF”转变到“ON”状态的整个时间期间以及正在“ON”状态中操作负载的整个时间期间仍然提供开路负载检测。此外,在图7中所图示的示例中,增量电压电路720和电流源750都被保护以防止电流从电路输出760通过这些电路反向驱动,因此满足对命令该特征作为电路输出的部分的应用的要求。
在各种示例中,开路负载检测电路701是如图1中所图示的输出控制电路120的电路输出122、124和126中的一个或多个。在各种示例中,如图1中所图示的CU 110的处理器112提供控制信号以控制开路负载检测电路701的控制器724和控制器726的操作。在各种示例中,比较器740的开路负载检测输出745提供代表开路负载状况的检测的输出信号作为到CU 110的处理器112的输入,用于由CU 110进一步处理。在各种示例中,响应于从开路负载检测电路701接收指示开路负载状况的检测的信号,CU 110的处理器112是可操作的,以给开路负载检测电路701提供控制信号,该控制信号是可操作的,以使开路负载检测电路701从在电路输出760处提供“ON”状态电平输出转变到在电路输出760处提供“OFF”状态指示。
图8图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路801的示意图800。在各种示例中,开路负载检测电路801以一方式进行操作,该方式类似于关于图3和图5-7所述的设备和***(但是具有诸如不同极性的差异),以及本文关于开路负载检测电路801所述的设备和***,并且其中开路负载检测电路801被配置成:在电路输出860处为到由说明性设备890表示的负载805的连接提供指示“OFF”状态和指示“ON”状态的信号,其中设备890在输入881处包括无源上拉。如图8中所图示,设备890包括输入881,输入881通过电阻负载892被上拉到电压供电Vsupply_load(除非来自诸如电路输出860之类的另一个源的电压电平向输入881提供另一个电压电平)。开关设备894包括:耦合输入881的栅极,也直接耦合到电压供电Vsupply_load的第一引线,以及通过电阻负载896耦合到地的第二引线。如所图示的,开关设备894包括耦合到开关设备894的第二引线的可切换输出893。当输入881被提供电压电平或浮置时,开关设备894的栅极被上拉到由电压供电Vsupply_load提供的电压电平,使开关设备894被关闭,并且开关输出893通过电阻负载896耦合到地。在各种示例中,对于负载890,这是OFF状态。当输入881接地时,或被提供可操作以接通设备894的第二电压时,开关设备894被打开,使开关设备894充当闭合开关,并将开关输出893耦合到电压供电Vsupply_load。在各种示例中,对于设备890,这是“ON”状态。因此,通过在输入881处提供Vsupply_load的电压电平,设备890可以被转换到“OFF”状态,并且通过接地或在输入881处提供第二电压电平,设备890可以被转换到“ON”状态。在各种示例中,开路负载电路801是可操作的,以通过耦合803的连接器880提供电压电平以关闭设备890,并将设备890的输入881接地或提供第二电压电平以打开设备890,并且检测何时相对于开路负载检测电路801中的电路输出860存在开路负载状况。
在各种示例中,开路负载检测电路801包括耦合到电路输出860的增量电压电路(ΔV)820和电流源850。如所图示的,电压供电810耦合开关812的第一引线811,开关812的第二引线耦合到增量电压电路820的第一节点813。控制器814耦合到开关812,并且是可操作的,以控制开关812的操作。在各种示例中,开关812和控制器814分别是如关于图3所述的开关312和控制器314,并且可以包括关于开关312和控制器314所述的任何示例。
再次参考图8,增量电压电路820包括耦合到开关830的第一引线的第二节点815。开关830包括耦合到地817的第二引线。如所图示的,控制器832耦合到开关830,并且是可操作的,以控制开关830的操作。在各种示例中,开关830和控制器832分别是如关于图3所述的开关330和控制器332,并且可以包括关于开关330和控制器332所述的任何示例。在各种示例中,增量电压电路820包括二极管826,二极管826具有耦合到第一节点813的阳极和耦合到增量电压电路820的第二节点815的阴极。然而,如图8中所图示的增量电压电路820的示例仅仅是说明性的,并且增量电压电路820的示例不限于仅包括二极管。在各种示例中,增量电压电路820包括如在本公开中所图示和所述的增量电压电路320、520、620或720中的任何一个。如图8中所图示,节点855以及因此电路输出860耦合到增量电压电路820的第一节点813。此外,并且与如图3中所示的电流源350、如图5中所示的电流源550、如图6中所示的电流源650以及如图7中所示的电流源750相反,电流源850具有耦合到开路负载检测电路801的电路输出860的输入851,并且电流源850的输出耦合到地。这样,电流源850是可操作的,以从电路输出860到地吸收电流,并且因此当负载890电耦合到电路输出860时也从负载890吸收电流。
在各种示例中,控制器832是可操作的,以控制开关830以将增量电压电路820的第二节点815耦合到地。在这些条件下,如果正从耦合到电路输出860的负载向电路输出860提供电流,通过增量电压电路820的电流将导致引起在增量电压电路820的第一节点813与第二节点815之间的由电压降ΔV 821表示的电压降。在各种示例中,由负载提供的被表示为“Vload”的电压将基本上等于地电压加上跨过增量电压电路820的第一节点813和第二节点815的电压降ΔV 821。以这种方式,当增量电压电路820被激活并且适当的负载耦合到电路输出860时,增量电压电路820充当用于在电路输出860处通过节点855提供的电流的电流吸收,同时将电压电平Vload维持在节点855和电路输出860处。在各种示例中,Vload电压电平被设置为大于由地817提供的电压电平,但是足够低以在电路输出860处提供足够的电压电平,以便为耦合到电路输出860的设备890提供“ON”信号。在各种示例中,电流源850是如图3中所图示的电流源350。并且提供与上面关于电流源350所述的相同的功能和性能特征,但是如上所述地耦合,而不是将电流源出到电路输出,电流源850是可操作的,以从电路输出860吸收电流。如图8中所图示,电流源850具有耦合到节点855的第一输入851以及耦合到地的电流输出853。在各种示例中,电流源850是低降电流源,其可操作以从节点855通过电流输出853向地吸收电流(IOL)857。当电流源850是活动的并且电流被提供给电路输出860时,电流源850是可操作的,以吸收在节点855处提供的电流,而不影响在节点855处提供的电压电平。然而,当电流源850被激活并且电流不被提供给节点855或者仅仅极其小的电流正从连接器880提供给电路输出860时(诸如当相对于电路输出860存在高欧姆状况时),电流源850是可操作的,以将在节点855处提供的电压电平拉到地或拉到耦合到电流源850的输出853的电压电平。
如图8中所图示,比较器840包括:耦合到电路输出860的第一输入844,耦合到地的第二输入842,以及开路负载检测输出845。在各种示例中,比较器840是可操作的,以比较地与在电路输出860处提供的电压电平之间的电压差分,并且当地与电路输出860处的电压电平之间的电压差分小于阈值差分电压时在开路负载检测输出845处提供输出信号。在各种示例中,比较器840是可操作的,以在第一输入844处接收电压电平,比较输入844处的电压电平和绝对阈值电压电平,并且如果输入844处的电压电平小于绝对阈值电压电平,则在输出845处提供指示电路输出860处的开路负载状况的输出信号。在各种示例中,当适当的负载耦合到电路输出860时,绝对阈值电压电平被设置在高于针对地的电压电平,但是小于由增量电压电路820提供的Vload电压电平的某个值。
如图8中所示,开路负载检测电路801是可操作的,以通过耦合803耦合到由说明性设备890表示的负载805,耦合803包括导体880,该导体880是可操作的,以将开路负载检测电路801的电路输出860耦合到设备890的输入881。如所图示的,由开路负载状况“X”882表示的开路负载状况可以关于由如上关于连接器380所述的导体880提供的连接以及如关于图3所述的开路负载状况382而存在,并且其中连接380和开路负载状况382的描述可应用于如图8中所图示的连接器880和开路负载状况882。另外,在各种示例中,设备890包括如上所述的电阻负载892和896、以及开关设备894和开关输出893。然而,负载805的示例不限于任何特定类型的负载,并且在各种示例中可以是任何类型的负载,任何类型的负载是可操作的,以由开路负载检测电路801所提供的电路输出860控制。
使用增量电压电路820的开路负载检测电路801是可操作的,以通过将电路输出860耦合到电压供电810而为负载805提供电压电平作为指示“OFF”状态的输出信号,并且通过在电路输出860处提供低电压电平Vload、通过经由增量电压电路820吸收电流而为负载805提供“ON”状态。例如,当开路负载检测电路801正在电路输出860处为负载805提供“OFF”状态指示时,控制器814操作以控制开关812充当闭合开关,因此将电压供电810耦合到节点855和电路输出860,并且控制器832操作开关830来打开,从而将增量电压电路820与地817断开。当处于这种配置时,电路输出860耦合到由电压供电810提供的、向负载805提供“OFF”状态指示的电压电平,并且没有电流通过增量电压控制电路820流动。
在“OFF”状态期间,电流源850和比较器840可以是不活动的。然而,如果电流源850在“OFF”状态期间是活动的,电流源850是可操作的,以在电流输入851处从节点855吸收小电流,使得电流源850不影响在节点855处提供的电压电平。在“OFF”状态期间,如果比较器840被激活,比较器840的输入844耦合到由电压供电810提供的电压,并且因此由于提供给输入844的高电压电平而将不检测开路负载状况。
当在电路输出860处从提供“OFF”状态指示转变到“ON”状态指示时,开路负载检测电路801操作控制器814以使开关812充当开路开关,将节点855和电路输出860与电压供电810断开。增量电压电路820也被激活,其中控制器832提供使开关830充当闭合开关的控制信号,因此将增量电压电路820的第二端子815耦合到地817,并允许从电路输出860通过增量电压电路820向地吸收在节点855处提供的任何电流。假设适当的负载连接到电路输出860,从负载805提供给电路输出860的电流将流动通过第一节点813、通过增量电压电路820并从第二节点815流出到地817。由于通过增量电压电路820的电流,将在第一端子813与第二端子815之间生成电压降ΔV 821,并且代表地电压电平与电压降ΔV 821之间的差的电压电平Vout,O将被提供为电路输出860处的Vload。随着从“OFF”状态电压电平到ON状态电压电平的转变的完成,电路输出860将提供Vout,O电压电平作为电路输出860处的Vload,其中Vload是足够向负载805提供“ON”信号的电压电平,并且因此是可操作的,以将负载805从“OFF”状态转变到“ON”状态。此外,因为在电路输出860处提供的电压电平大于由地817提供的电压电平,并且因此大于在电路输出860处使比较器840检测关于电路输出860的开路负载状况所需的电压电平,比较器840将不提供指示开路负载状况的输出信号。在这些操作条件下,电流源850将不是可操作的,以控制节点855处的电压电平,并且由于正在节点855处由负载805提供的Vload电压电平而向地提供弱电流。
在替代示例中,当如图8中所图示的开路负载检测电路801正在电路输出860处从提供“OFF”状态指示转变到“ON”状态指示时,短暂的初始电流将通过电压增量电路820流动,当开路负载检测电路正在提供转变到提供ON状态并且相对于电路输出860不存在开路负载状况时使电路输出860被下拉到通常由电压增量电路820提供的电压输出电平。然而,在该短暂的初始时段之后适当的负载都不耦合到电路输出860(如由开路负载状况“X”882表示)的任何时间,增量电压电路820的激活将不导致任何进一步的电流被从负载805提供给节点855、被通过增量电压电路820吸收。在这些条件下,电流源850是可操作的,以将节点855处提供的电压电平下拉到低于开路负载阈值的电压电平,这将使比较器840在输出845处生成指示电路输出860处的开路负载状况的输出信号。在各种示例中,比较器840使用电压差分或绝对阈值电压电平中的任一个来确定在节点855处提供的电压电平指示电路输出860处的开路负载状况,如上所述。
另外,一旦开路负载检测电路801已经在电路输出860处完成从提供“OFF”状态指示到提供“ON”状态指示的转变,监视电路输出860处的开路负载状况就可以继续,同时处于“ON”状态。如果在电路输出860处提供“ON”状态指示的任何时间都相对于电路输出860发生开路负载状况,开路负载检测电路801是可操作的,以检测开路负载状况,并提供输出信号指示:以与上面在如上所述的从“OFF”状态转变到“ON”状态期间关于开路负载状况的检测所述的相同的方式检测开路负载状况。在各种示例中,如果开路负载状况在转变阶段期间或在“ON”阶段期间由开路负载检测电路801检测,开路负载检测电路801是可操作的,以从“ON”状态转变回到“OFF”状态。在各种示例中,从“ON”状态转变到“OFF”状态包括去激活增量电压电路820,并且在各种示例中进一步包括操作开关812,以便将电路输出860耦合到电压供电810。在各种示例中,对开路负载检测电路801外部的电压供电的短路状况被不经意地耦合到导体880或电路输出860,如由“VCC_short”884表示。耦合到VCC_short 884可以沿着导体880或者简单地通过短路到电路输出860而发生。在各种示例中,电压供电810是可操作的,以限制电流,或者在相对于电路输出860发生短路状况的情况下完全停止电流到电路输出860。在各种示例中,增量电压电路820和电流源850是可操作的,以在其中从开路负载检测电路801外部的源向电路输出860不经意地施加高电压电平的条件下分别限制通过这些设备的总电流。
开路负载检测电路801的优点包括上面关于开路负载检测电路301所述的优点,但是其中开路负载检测电路是可操作的,以检测开路负载状况,同时是可操作的,以耦合到在负载的输入处合并无源上拉的负载。在各种示例中,开路负载检测电路801是如图1中所图示的输出控制电路120的电路输出122、124和126中的一个或多个。在各种示例中,如图1中所图示的CU 110的处理器112提供控制信号以控制开路负载检测电路801的控制器814和控制器832的操作。在各种示例中,比较器840的开路负载检测输出845提供代表开路负载状况的检测的输出信号作为到CU 110的处理器112的输入,用于由CU 110进一步处理。在各种示例中,响应于从开路负载检测电路801接收指示开路负载状况的检测的信号,CU 110的处理器112是可操作的,以给开路负载检测电路801提供控制信号,该控制信号是可操作的,以使开路负载检测电路801从在输出电路860处提供“ON”状态指示转变到在电路输出860处提供“OFF”状态指示输出。
图9A图示根据本公开中描述的一个或多个示例性技术的包括开路负载检测电路901的示意图900。开路负载检测电路901包括电路输出960,电路输出960通过连接903耦合到由说明性负载990表示的负载905,连接903包括可操作以将电路输出960耦合到负载990的输入的导体980。如图9A中所图示,负载990是无源下拉负载,类似于关于图3所示和所述的负载390。
如图9A中所示,开路负载检测电路901包括第一开路负载检测电路920,第一开路负载检测电路920包括第一开关921、增量电压电路922、电流源923以及耦合到电路输出960的比较器924。第一开关921、增量电压电路922、电流源923和比较器924不限于任何特定类型的设备,并且可以是如本文所述的开关、增量电压电路、电流源和比较器的单独示例中的任何一个。开路负载检测电路901进一步包括第二开路负载检测电路950,第二开路负载检测电路950包括如图9A中所示的第二开关951、增量电压电路952、电流源953以及耦合到电路输出960的比较器954。第二开关951、增量电压电路952、电流源953和比较器954不限于任何特定类型的设备,并且可以是本文所述的开关、增量电压电路、电流源和比较器的单独示例中的任何一个。
在操作中,开路负载检测电路901是可操作的,以首先打开第二开关951,并且然后闭合第一开关921,以便打开负载990。以类似于为开路负载检测电路301描述的操作的方式,通过首先打开第二开关951然后闭合第一开关921,增量电压电路922通过节点955耦合到电路输出960,并且因此向输出960提供足够将负载990转换为“ON”状态的开关电压。增量电压电路922是可操作的,以通过将来自供电电压910的电压减少跨过增量电压电路922的电压降来提供开关电压。在各种示例中,电压降约为0.7伏,并且因此由增量电压电路922提供给电路输出960的开关电压比作为供电电压由Vs-out 910提供的电压约小0.7伏。在操作期间,两个开关921和925充当开关对,并且两个开关951和957充当第二开关对。两个开关对中的每一个总是一起切换到相同的状态。在一些应用中,该切换将不100%同步,而是可包括开关对的两个信号之间的延迟。当开关921和925闭合时,如果在电路输出960处存在由“X”982表示的开路负载状况,电流源923是可操作的,以通过将输出960处的电压电平上拉到高于由增量电压电路922提供的开关电压电平的电平来克服提供给电路输出的开关电压。如果电流源923确实将电路输出960处的输出电压上拉到高于开关电压电平的电压电平,比较器924是可操作的,以检测电路输出960处的更高电压,并提供故障信号作为指示开路负载状况的输出信号。因此,开路负载检测电路901是可操作的,以在开路负载检测电路使得第一开关921闭合以打开负载990的基本上整个时间期间接通负载990并为电路输出960提供开路负载检测。
另外,开路负载检测电路901是可操作的,以通过首先打开第一开关921并且然后闭合第二开关951来提供足够将负载990转换为“OFF”状态的开关电压。通过闭合第二开关951,增量电压电路952通过节点955耦合到电路输出960,并且因此向输出960提供足够将负载990转换为“OFF”状态的开关电压。增量电压电路952是可操作的,以通过将来自供电电压917的电压增加跨过增量电压电路952的电压来提供开关电压。在各种示例中,电压降约为0.7伏,并且因此由增量电压电路952提供给电路输出960的开关电压比被提供为供电电压917的电压约高0.7伏。外部下拉负载然后将电压进一步下拉到地。随着电压已经由增量电压电路952拉到开关电平,负载处于定义状态,并且由下拉负载引起的电压变化不影响负载的状态。当第二开关951闭合时,开关957也闭合,并且开关925已经与开关921一起打开,电流源953是可操作的,以通过将电路输出960处的电压电平拉到一电平(该电平低于由增量电压电路952提供的开关电压电平,并且如果在电路输出960处存在由“X”982表示的开路负载状况则进一步低于电压电平917至Vref)来克服提供给电路输出的开关电压。如果电流源953确实将电路输出960处的输出电压下拉到低于开关电压电平并低于电压电平917的电压电平,则比较器954是可操作的,以检测电路输出960处的较低电压电平,并提供故障信号作为指示开路负载状况的输出信号。因此,开路负载检测电路901是可操作的,以切断负载990,并且在开路负载检测电路901使得第二开关951闭合以关闭负载990的基本上整个时间期间为电路输出960提供开路负载检测。所以,开路负载检测电路901是可操作的,以既当被配置成将负载打开又当被配置成将负载关闭时为无源下拉负载提供开路负载状况的检测。
图9B图示以与图9中所示的相同的方式配置的开路负载检测电路901,但是使开路负载检测电路901耦合到由说明性负载991表示的负载905,其中负载991是类似于图8中所示的负载890的无源上拉负载。如图9B中所示,开路负载检测电路901是可操作的,以首先打开第二开关951并且然后闭合第一开关921以将负载991转换到“OFF”状态,并且首先打开第一开关921并且然后闭合第二开关951以将负载991转换到“ON”状态。这样,当开路负载检测电路901被配置成将负载991转换到“OFF”状态时,开路负载检测电路920是可操作的,以提供电路输出960处的开路负载状况的检测,并且当开路负载电路901被配置成将负载991转换到“ON”状态时,开路负载检测电路950是可操作的,以提供电路输出960处的开路负载状况的检测。在各种示例中,如本文所使用的,第一供电电压或第二供电电压到第一开关或第二开关的开关电压的术语“降低”或“减小”是指降低第一电压供电或第二电压供电的绝对值。在一些示例中,第一供电电压或第二供电电压到第一开关或第二开关的开关电压的术语“降低”或“减少”是指增量电压电路耦合到第一开关或第二开关中的至少一个以造成第一供电电压或第二供电电压到提供给电路输出的第一开关或第二开关的开关电压的电压幅度的减小。在一些示例中,供电电压的绝对值的减小意味着供电电压从正值降低到较低的正值,例如从+7.0伏降低到+6.3伏。在其它示例中,降低供电电压的绝对值意味着供电电压从负值增加到较高(仍然为负)的值,例如-7.0伏到-6.3伏。在一些示例中,其中供电电压被认为是零伏,减小可以包括将零伏或者“降低”到正电压(诸如但不限于+0.7伏),或者“降低”到负电压(诸如但不限于-0.7伏)。
图10是根据本公开中描述的技术的图示可由电路执行的各种方法的流程图1000。在各种示例中,开路负载检测电路(诸如开路负载检测电路301、501、601、701、801和901)通过第一开关将开路负载检测电路的电路输出耦合到第一供电电压以接通负载(块1002)。在各种示例中,开路负载检测电路通过第二开关将电路输出耦合到第二供电电压以切断负载(块1004)。在各种示例中,当在电路输出处不存在开路负载状况时,开路负载检测电路通过至少一个增量电压电路在电路输出处生成开关电压(块1006)。在各种示例中,当在电路输出处存在开路负载状况时,开路负载检测电路在电路输出处通过至少一个电流源生成电压电平,该电压电平克服开关电压并且提供与开关电压不同的第二输出电压(1008)。在各种示例中,当在电路输出处存在开路负载状况时,开路负载检测电路通过至少一个比较器生成故障信号(块1010)。
图11是根据本公开中描述的技术的图示可由电路执行的各种方法的流程图1100。在各种示例中,开路负载检测电路(诸如开路负载检测电路301、501、601、701、801和901)通过第一开关将开路负载检测电路的电路输出耦合到第一供电电压以切换负载(块1102)。在各种示例中,当在电路输出处不存在开路负载状况时,开路负载检测电路通过至少一个增量电压电路在电路输出处生成开关电压(块1104)。在各种示例中,当在电路输出处存在开路负载状况时,开路负载检测电路通过至少一个电流源在电路输出处生成电压电平,该电压电平克服开关电压并且提供与开关电压不同的第二输出电压(块1106)。在各种示例中,当在电路输出处存在开路负载状况时,开路负载检测电路通过至少一个比较器生成故障信号(块1108)。
本文所述的技术可以按照硬件、固件或其任何组合来实现。硬件也可执行软件。被描述为模块、单元或组件的任何特征可一起被实现在集成逻辑设备中,或者被单独地实现为离散的但可互操作的逻辑设备。在一些情况下,各种特征可被实现为集成电路设备,诸如集成电路芯片或芯片组。如果以软件实现,该技术可至少部分地由包括指令的计算机可读存储介质来实现,该指令在被执行时使处理器执行上述技术中的一个或多个。
如本文所述的半导体或半导体设备通常是指如将由本领域普通技术人员理解的晶体管(3引线设备)。如本文使用的半导体和半导体设备不限于任何特定类型的晶体管,并且可操作以提供本文所述的半导体设备的功能的任何晶体管及其等同物可以用在这些设备和***中。在各种示例中,如本文使用的半导体或半导体设备是指金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)设备或互补金属氧化物半导体(CMOS)设备。本文所述的半导体设备的各种示例还指二极管(二引线半导体)设备,诸如PN结二极管,但是如在本申请的开路负载检测电路的设备和***中使用的二极管不限于任何特定类型的二极管,并且可操作以提供本文所述的二极管的功能的任何二极管及其等同物可以用在这些设备和***中。在各种示例中,词语“被耦合”或“耦合”的使用是指在设备或电气组件的引线或端子之间通过导体直接耦合,而无需中间设备或电气部件,如将由本领域普通技术人员理解的。在各种示例中,词语“被耦合”或“耦合”的使用是指可包括通过一个或多个中间设备或其它电气组件的耦合的设备或电气组件的电气耦合,如将由本领域普通技术人员理解的。
计算机可读存储介质可形成可包括封装材料的计算机程序产品的部分。计算机可读存储介质可包括计算机数据存储介质,诸如随机存取存储器(RAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器、磁或光数据存储介质等等。该技术另外或替代地可至少部分地由计算机可读通信介质实现,计算机可读通信介质携带或传送以指令或数据结构的形式的代码,并且可以由计算机访问、读取和/或执行。
代码或指令可由一个或多个处理器执行,该处理器诸如一个或多个DSP、通用微处理器、ASIC、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其它等效的集成或分立逻辑线路。相应地,如本文使用的术语“处理器”可指适合于本文所述的技术的实现方式的任何前述结构或任何其它结构。另外,在一些方面,本文所述的功能性可被提供在专用软件模块或硬件模块内。该公开还设想包括线路来实现本公开中所述的技术中的一个或多个的各种集成电路设备中的任何一个。这样的线路可被提供在单个集成电路芯片中或在所谓的芯片组中的多个可互操作的集成电路芯片中。这样的集成电路设备可用在各种应用中。
下面的示例描述了本公开的一个或多个方面。
示例1.一种开路负载检测电路,包括:被配置成向负载提供输出电压的电路输出,耦合到电路输出并耦合到被配置成接通负载的第一供电电压的第一开关,耦合到电路输出并耦合到被配置成切断负载的第二供电电压的第二开关,耦合到被配置成提供增量电压的电路输出的至少一个增量电压电路,其中增量电压电路耦合到第一开关或第二开关中的至少一个,以造成第一供电电压或第二供电电压到提供给电路输出的第一开关或第二开关的开关电压的电压幅度的减小,耦合到电路输出以向电路输出提供电流的至少一个电流源,关联到输出和与增量电压电路相同的供电并且被配置成在开路负载状况的情况下克服提供给电路输出的开关电压的电流源,以及被配置成在开路负载状况的情况下提供故障信号的至少一个比较器。
示例2.根据示例1所述的开路负载检测电路,其中至少一个增量电压电路直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载,其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,并且其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成接通负载。
示例3.根据示例1-2中任一个所述的开路负载检测电路,其中至少一个增量电压电路直接耦合到第二开关,并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载,其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压,并且其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成接通负载。
示例4.根据示例1-3中任一个所述的开路负载检测电路,其中至少一个增量电压电路直接耦合到第二开关,并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载,其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压,并且其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成切断负载。
示例5.根据示例1-4中任一个所述的开路负载检测电路,其中至少一个增量电压电路直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载,其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,并且其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路配置成切断负载。
示例6.根据示例1-5中任一个所述的开路负载检测电路,进一步包括:各自耦合到电路输出的第二增量电压电路、第三和第四开关以及第二比较器,以及耦合到第四开关的第二电流源;其中至少一个增量电压电路中的第一个直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载,并且第三开关闭合以将至少一个电流源耦合到输出,并且第四开关被打开以将第二电流源与输出断开,其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成接通负载,其中第二增量电压电路直接耦合到第二开关,并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载,并且第四开关闭合以将第二电流源耦合到输出,并且第三开关打开以将至少一个电流源与输出断开,其中由第二电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压,并且其中第二比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成切断负载。
示例7.根据示例1-6中任一个所述的开路负载检测电路,进一步包括:各自耦合到电路输出的第二增量电压电路、第三和第四开关以及第二比较器,以及耦合到第四开关的第二电流源;其中至少一个增量电压电路中的第一个直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载,并且第三开关闭合以将至少一个电流源耦合到输出,并且第四开关打开以将第二电流源与输出断开,其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成切断负载,其中第二增量电压电路直接耦合到第二开关,并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载,并且第四开关闭合以将第二电流源耦合到输出,并且第三开关打开以将至少一个电流源与输出断开,其中由第二电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压,并且其中第二比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成接通负载。
示例8.根据示例1-7中任一个所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路包括二极管。
示例9.根据示例1-8中任一个所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路和开关包括至少一个经调节的晶体管。
示例10.根据示例1-9中任一个所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路包括以反串联配置布置的一对经调节的晶体管。
示例11.根据示例1-10中任一个所述的开路负载检测,其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一或第二供电电压中的一个,并且其中至少一个比较器的第二输入耦合到电路输出。
示例12.根据示例1-11中任一个所述的开路负载检测,其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一参考电压,并且其中比较器的第二输入耦合到电路输出。
示例13.根据示例1-12中任一个所述的开路负载检测,其中在电路输出处存在开路负载状况时,在电路输出处提供的电压大于第一供电电压。
示例14.根据示例1-13中任一个所述的开路负载检测电路,其中在电路输出处存在开路负载状况时,在电路输出处提供的电压小于第二供电电压。
示例15.根据示例1-14中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)设备,并且电路输出直接耦合到MOSFET设备的栅极。
示例16.根据示例1-15中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)设备,并且电路输出直接耦合到IGBT设备的栅极。
示例17.根据示例1-16中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括智能模块。
示例18.根据示例1-17中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括电阻负载。
示例19.根据示例1-18中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括电感负载。
示例20.根据示例1-19中任一个所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路包括电阻器。
示例21.一种方法,包括:由第一开关将开路负载检测电路的电路输出耦合到第一供电电压以接通负载,由第二开关将电路输出耦合到第二供电电压以切断负载,在电路输出处不存在开路负载状况时由至少一个增量电压电路在电路输出处生成开关电压,由至少一个电流源在电路输出处生成电压电平,该电压电平在电路输出处存在开路负载状况时克服开关电压并且提供与开关电压不同的第二输出电压,并且在电路输出处存在开路负载状况时由至少一个比较器生成故障信号。
示例22.根据示例21所述的方法,进一步包括:通过闭合第一开关,经由第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以接通负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,并且如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
示例23.根据示例21-22中任一个所述的方法,进一步包括:通过闭合第二开关,经由第二开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第二供电电压,以在电路输出处生成开关电压以接通负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,并且如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
示例24.根据示例21-23中任一个所述的方法,进一步包括:通过闭合第二开关,经由第二开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第二供电电压,以在电路输出处生成开关电压以切断负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,并且如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
示例25.根据示例21-24中任一个所述的方法,进一步包括:通过闭合第一开关,经由第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以切断负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,并且如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
示例26.根据示例21-25中任一个所述的方法,进一步包括:通过首先打开第二开关并且然后闭合第一开关,经由第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以接通负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,通过打开第四开关并且闭合第三开关,通过经由第三开关将至少一个电流源直接耦合到第一供电电压,克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,如果正在电路输出处提供第二输出电压并且第一开关闭合,由至少一个比较器生成故障信号,通过首先打开第一开关并且然后闭合第二开关,通过第二开关将第二增量电压电路直接耦合到第二供电电压,以在电路输出处生成开关电压以切断负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,通过打开第三开关并且闭合第四开关,通过经由第四开关将第二电流源直接耦合到第二供电电压,克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由第二比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,并且如果正在电路输出处提供第二输出电压并且第二开关闭合,由第二比较器生成故障信号。
示例27.根据示例21-26中任一个所述的方法,进一步包括:通过首先打开第二开关并且然后闭合第一开关,通过第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以切断负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,通过打开第四开关并且闭合第三开关,通过经由第三开关将至少一个电流源直接耦合到第一供电电压,克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,如果正在电路输出处提供第二输出电压并且第一开关闭合,由至少一个比较器生成故障信号,通过首先打开第一开关并且然后闭合第二开关,通过第二开关将第二增量电压电路直接耦合到第二供电电压,以在电路输出处生成开关电压以接通负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,通过打开第三开关并且闭合第四开关,通过经由第四开关将第二电流源直接耦合到第二供电电压,克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由第二比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,并且如果正在电路输出处提供第二输出电压并且第二开关闭合,由第二比较器生成故障信号。
示例28.根据示例21-27中任一个所述的方法,其中增量电压电路包括二极管。
示例29.根据示例21-28中任一个所述的方法,其中增量电压电路包括经调节的晶体管。
示例30.根据示例21-29中任一个所述的方法,其中增量电压电路包括以反串联配置布置的一对经调节的晶体管。
示例31.根据示例21-30中任一个所述的方法,其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一或第二供电电压中的一个,并且其中至少一个比较器的第二输出耦合到电路输出。
示例32.根据示例21-31中任一个所述的方法,其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一参考电压,并且其中至少一个比较器的第二输入耦合到电路输出。
示例33.根据示例21-32中任一个所述的方法,其中在电路输出处存在开路负载状况时,在电路输出处提供的电压大于第一供电电压。
示例34.根据示例21-33中任一个所述的方法,其中在电路输出处存在开路负载状况时,在电路输出处提供的电压小于第二供电电压。
示例35.根据示例21-34中任一个所述的方法,其中负载包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)设备,并且电路输出直接耦合到MOSFET设备的栅极。
示例36.根据示例21-35中任一个所述的方法,其中负载包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)设备,并且电路输出直接耦合到IGBT设备的栅极。
示例37.根据示例21-36中任一个所述的方法,其中负载包括智能模块。
示例38.根据示例21-37中任一个所述的方法,其中负载包括电阻负载或电感负载中的一个。
示例39.根据示例21-38中任一个所述的方法,其中增量电压电路包括电阻器。
示例40.一种开路负载检测电路,包括:被配置成向负载提供输出电压的电路输出;耦合到电路输出并耦合到被配置成切换负载的第一供电电压的第一开关,耦合到被配置成提供增量电压的电路输出的至少一个增量电压电路,其中增量电压电路耦合到第一开关以造成第一供电电压到提供给电路输出的第一开关的开关电压的电压幅度的减小,耦合到电路输出以向电路输出提供电流的至少一个电流源,该电流源被配置成在开路负载状况的情况下克服提供给电路输出的开关电压,以及被配置成在开路负载状况的情况下提供故障信号的至少一个比较器。
示例41.根据示例40的开路负载检测电路,其中至少一个增量电压电路直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载,其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,并且其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成接通负载。
示例42.根据示例40-41中任一个所述的开路负载检测电路,其中至少一个增量电压电路直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载,其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,并且其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成切断负载。
示例43.根据示例40-42中任一个所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路包括二极管。
示例44.根据示例40-43中任一个所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路和开关包括至少一个经调节的晶体管。
示例45.根据示例40-44中任一个所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路包括以反串联配置布置的一对经调节的晶体管。
示例46.根据示例40-45中任一个所述的开路负载检测,其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一或第二供电电压中的一个,并且其中至少一个比较器的第二输入耦合到电路输出。
示例47.根据示例40-46中任一个所述的开路负载检测,其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一参考电压,并且其中比较器的第二输入耦合到电路输出。
示例48.根据示例40-47中任一个所述的开路负载检测,其中如果没有负载连接到电路输出,在电路输出处提供的电压大于开关第一供电电压。
示例49.根据示例40-48中任一个所述的开路负载检测电路,其中如果没有负载连接到电路输出,在电路输出处提供的电压小于第二供电电压。
示例50.根据示例40-49中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)设备,并且电路输出直接耦合到MOSFET设备的栅极。
示例51.根据示例40-50中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)设备,并且电路输出直接耦合到IGBT设备的栅极。
示例52.根据示例40-51中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括智能模块。
示例53.根据示例40-52中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括电阻负载。
示例54.根据示例40-53中任一个所述的开路负载检测电路,其中负载包括电感负载。
示例55.根据示例40-54中任一个所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路包括电阻器。
示例56.一种方法,包括:由第一开关将开路负载检测电路的电路输出耦合到第一供电电压以切换负载,在电路输出处不存在开路负载状况时,由至少一个增量电压电路在电路输出处生成开关电压,由至少一个电流源在电路输出处生成电压电平,该电压电平在电路输出处存在开路负载状况时克服开关电压并且提供与开关电压不同的第二输出电压,并且在电路输出处存在开路负载状况时,由至少一个比较器生成故障信号。
示例57.根据示例56所述的方法,进一步包括:通过闭合第一开关,经由第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以接通负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,并且如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
示例58.根据示例56-57中任一个所述的方法,进一步包括:通过闭合第一开关,经由第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以切断负载,如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,并且如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
示例59.根据示例56-58中任一个所述的方法,其中增量电压电路包括二极管。
示例60.根据示例56-59中任一个所述的方法,其中增量电压电路和开关包括至少一个经调节的晶体管。
示例61.根据示例56-60中任一个所述的方法,其中增量电压电路包括以反串联配置布置的一对经调节的晶体管。
示例62.根据示例56-61中任一个所述的方法,其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一或第二供电电压中的一个,并且其中至少一个比较器的第二输入耦合到电路输出。
示例63.根据示例56-62中任一个所述的方法,其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一参考电压,并且其中至少一个比较器的第二输入耦合到电路输出。
示例64。根据示例56-63中任一个所述的方法,其中如果没有负载连接到电路输出,在电路输出处提供的电压大于第一供电电压。
示例65.根据示例56-64中任一个所述的方法,其中如果没有负载连接到电路输出,在电路输出处提供的电压小于第二供电电压。
示例66.根据示例56-65中任一个所述的方法,其中负载包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)设备,并且电路输出直接耦合到MOSFET设备的栅极。
示例67.根据示例56-66中任一个所述的方法,其中负载包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)设备,并且电路输出直接耦合到IGBT设备的栅极。
示例68.根据示例56-67中任一个所述的方法,其中负载包括智能模块。
示例69.根据示例56-68中任一个所述的方法,其中负载包括电阻负载或电感负载中的一个。
示例70.根据示例56-69中任一个所述的方法,其中增量电压电路包括电阻器。
已经描述了各种示例。这些和其它示例在下面的权利要求的范围内。下面的权利要求说明本公开的一个或多个方面。
Claims (39)
1.一种开路负载检测电路,包括:
电路输出,被配置成向负载提供输出电压,
第一开关,耦合到电路输出并耦合到被配置成切换负载的第一供电电压,
至少一个增量电压电路,耦合到被配置成提供增量电压的电路输出,其中增量电压电路耦合到第一开关以造成第一供电电压到提供给电路输出的第一开关的开关电压的电压幅度的减小,
至少一个电流源,耦合到电路输出以向电路输出提供电流,电流源被配置成在开路负载状况的情况下克服提供给电路输出的开关电压,以及
至少一个比较器,被配置成在开路负载状况的情况下提供故障信号。
2.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,
其中至少一个增量电压电路直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载,
其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,以及
其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成接通负载。
3.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,进一步包括:
第二开关,耦合到电路输出并耦合到被配置成接通负载的第二供电电压,
其中至少一个增量电压电路直接耦合到第二开关,并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载,
其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压,以及
其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成接通负载。
4.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,进一步包括:
第二开关,耦合到电路输出并耦合到被配置成切断负载的第二供电电压,
其中至少一个增量电压电路直接耦合到第二开关,并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载,
其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压并且大于第二供电电压,以及
其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成切断负载。
5.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,
其中至少一个增量电压电路直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载,
其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,以及
其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成切断负载。
6.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,进一步包括:
第二开关,耦合到电路输出并耦合到被配置成切断负载的第二供电电压,
各自耦合到电路输出的第二增量电压电路、第二电流源和第二比较器;
其中至少一个增量电压电路中的第一个直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载,
其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,
其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成接通负载,
其中第二增量电压电路直接耦合到第二开关,并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载,
其中由第二电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压,以及
其中第二比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成切断负载。
7.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,进一步包括:
第二开关,耦合到电路输出并耦合到被配置成接通负载的第二供电电压,
各自耦合到电路输出的第二增量电压电路、第二电流源和第二比较器;
其中至少一个增量电压电路中的第一个直接耦合到第一开关,并且被配置成在第一开关闭合时向电路输出提供开关电压以切断负载,
其中由至少一个电流源提供以克服开关电压的电压大于开关电压,
其中至少一个比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成切断负载,
其中第二增量电压电路直接耦合到第二开关,并且被配置成在第二开关闭合时向电路输出提供开关电压以接通负载,
其中由第二电流源提供以克服开关电压的电压小于开关电压,以及
其中第二比较器被配置成在电路输出处存在开路负载状况的情况下提供故障信号,同时开路负载电路被配置成接通负载。
8.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路包括二极管。
9.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路和开关包括至少一个经调节的晶体管。
10.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路包括以反串联配置布置的一对经调节的晶体管。
11.根据权利要求1所述的开路负载检测,
其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一或第二供电电压中的一个,以及
其中至少一个比较器的第二输入耦合到电路输出。
12.根据权利要求1所述的开路负载检测,
其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一参考电压,以及
其中比较器的第二输入耦合到电路输出。
13.根据权利要求1所述的开路负载检测,其中在电路输出处存在开路负载状况时,在电路输出处提供的电压大于第一供电电压。
14.根据权利要求3所述的开路负载检测电路,其中在电路输出处存在开路负载状况时,在电路输出处提供的电压小于第二供电电压。
15.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,其中负载包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)设备,并且电路输出直接耦合到MOSFET设备的栅极。
16.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,其中负载包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)设备,并且电路输出直接耦合到IGBT设备的栅极。
17.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,其中负载包括智能模块。
18.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,其中负载包括电阻负载。
19.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,其中负载包括电感负载。
20.根据权利要求1所述的开路负载检测电路,其中增量电压电路包括电阻器。
21.一种方法,包括:
由第一开关将开路负载检测电路的电路输出耦合到第一供电电压以切换负载,
在电路输出处不存在开路负载状况时,由至少一个增量电压电路在电路输出处生成开关电压,
由至少一个电流源在电路输出处生成电压电平,该电压电平在电路输出处存在开路负载状况时克服开关电压并且提供与开关电压不同的第二输出电压,以及
在电路输出处存在开路负载状况时,由至少一个比较器生成故障信号。
22.根据权利要求21所述的方法,进一步包括:
通过闭合第一开关,经由第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以接通负载,
如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,
由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,以及
如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
23.根据权利要求21所述的方法,进一步包括:
由第二开关将电路输出耦合到第二供电电压以接通负载,
通过闭合第二开关,经由第二开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第二供电电压,以在电路输出处生成开关电压以接通负载,
如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,
由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,以及
如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
24.根据权利要求21所述的方法,进一步包括:
由第二开关将电路输出耦合到第二供电电压以切断负载,
通过闭合第二开关,经由第二开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第二供电电压,以在电路输出处生成开关电压以切断负载,
如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,
由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,以及
如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
25.根据权利要求21所述的方法,进一步包括:
通过闭合第一开关,经由第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以切断负载,
如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,
由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,以及
如果正在电路输出处提供第二输出电压,由至少一个比较器生成故障信号。
26.根据权利要求21所述的方法,进一步包括:
通过首先打开第二开关并且然后闭合第一开关,经由第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以接通负载,
如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,
由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,
如果正在电路输出处提供第二输出电压并且第一开关闭合,由至少一个比较器生成故障信号,
由第二开关将电路输出耦合到第二供电电压以切断负载,
通过首先打开第一开关并且然后闭合第二开关,经由第二开关将第二增量电压电路直接耦合到第二供电电压,以在电路输出处生成开关电压以切断负载,
如果在电路输出处存在开路负载状况,由第二电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,
由第二比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,以及
如果正在电路输出处提供第二输出电压并且第二开关闭合,由第二比较器生成故障信号。
27.根据权利要求21所述的方法,进一步包括:
通过首先打开第二开关并且然后闭合第一开关,经由第一开关将至少一个增量电压电路直接耦合到第一供电电压,以在电路输出处生成开关电压以切断负载,
如果在电路输出处存在开路负载状况,由至少一个电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,
由至少一个比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,
如果正在电路输出处提供第二输出电压并且第一开关闭合,由至少一个比较器生成故障信号,
由第二开关将电路输出耦合到第二供电电压以接通负载,
通过首先打开第一开关并且然后闭合第二开关,经由第二开关将第二增量电压电路直接耦合到第二供电电压,以在电路输出处生成开关电压以接通负载,
如果在电路输出处存在开路负载状况,由第二电流源克服开关电压以在电路输出处提供第二输出电压,
由第二比较器比较正在电路输出处提供开关电压还是第二输出电压,以及
如果正在电路输出处提供第二输出电压并且第二开关闭合,由第二比较器生成故障信号。
28.根据权利要求21所述的方法,其中增量电压电路包括二极管。
29.根据权利要求21所述的方法,其中增量电压电路和开关包括至少一个经调节的晶体管。
30.根据权利要求21所述的方法,其中增量电压电路包括以反串联配置布置的一对经调节的晶体管。
31.根据权利要求21所述的方法,
其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一或第二供电电压中的一个,以及
其中至少一个比较器的第二输入耦合到电路输出。
32.根据权利要求21所述的方法,
其中至少一个比较器的第一输入耦合到第一参考电压,以及
其中至少一个比较器的第二输入耦合到电路输出。
33.根据权利要求21所述的方法,其中在电路输出处存在开路负载状况时,在电路输出处提供的电压大于第一供电电压。
34.根据权利要求22所述的方法,其中在电路输出处存在开路负载状况时,在电路输出处提供的电压小于第二供电电压。
35.根据权利要求21所述的方法,其中负载包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)设备,并且电路输出直接耦合到MOSFET设备的栅极。
36.根据权利要求21所述的方法,其中负载包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)设备,并且电路输出直接耦合到IGBT设备的栅极。
37.根据权利要求21所述的方法,其中负载包括智能模块。
38.根据权利要求21所述的方法,其中负载包括电阻负载或电感负载中的一个。
39.根据权利要求21所述的方法,其中增量电压电路包括电阻器。
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