DE102015104592A1

DE102015104592A1 - Temperaturabhängige Strombegrenzung

Info

Publication number: DE102015104592A1
Application number: DE102015104592.3A
Authority: DE
Inventors: Robert Illing; Alexander Mayer
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2015-10-01
Also published as: US20150277456A1; CN104950979A; CN104950979B; US10120398B2

Abstract

In einem Beispiel umfasst ein Verfahren die Bestimmung einer Temperatur einer Vorrichtung, die eine in eine Last fließende Strommenge steuert, durch einen Temperatursensor sowie die Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung. Das Verfahren umfasst ebenso die Anpassung der in die Last fließenden Strommenge als Reaktion auf die Feststellung, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist.

Description

Diese Offenbarung bezieht sich auf Verfahren zur Begrenzung von elektrischem Strom und besonders auf temperaturbasierte Verfahren zur Begrenzung von elektrischem Strom.
Strombegrenzende Verfahren können als Schutzfunktion für stromliefernde Vorrichtungen wie z.B. Leistungstransistoren verwendet werden, um die Vorrichtungen im Fall einer Überlast (z.B. eines Kurzschlusses) vor Schäden zu bewahren. Im Allgemeinen kommt eine Überlast dann vor, wenn der von der Vorrichtung bereitgestellte Strom einen Schwellenstrom übersteigt. In einigen Beispielen kann es erwünscht sein, einen möglichst niedrigen Schwellenstrom zu wählen, um die zur Detektion einer Überlast benötigte Zeit zu reduzieren. In einigen Beispielen kann es wünschenswert sein, einen möglichst hohen Schwellenstrom zu wählen, sodass die stromliefernde Vorrichtung eine größere Last versorgen kann.
Eine Aufgabe besteht insbesondere darin, eine effiziente Strombegrenzung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Im Allgemeinen ist diese Offenbarung auf ein Verfahren zur Begrenzung der für eine Last bereitgestellten Strommenge auf Grundlage einer Temperatur einer Vorrichtung gerichtet, welche die der Last bereitgestellte Strommenge steuert. Die Verfahren können mit einer oder mehreren Vorrichtungen oder Systemen implementiert werden. Zum Beispiel kann ein System eine zur Steuerung der einer Last bereitgestellten Strommenge geeignete Vorrichtung sowie einen Temperatursensor umfassen, der in die Halbleitervorrichtung integriert sein kann oder in der Nähe der Halbleitervorrichtung positioniert werden kann. Das System kann auch eine oder mehrere Komponenten umfassen, die konfiguriert sind, um auf Grundlage der vom Temperatursensor gemessenen Temperatur einen Schwellenstrom zu bestimmen und eine oder mehrere Komponenten, die konfiguriert sind, um die von der Halbleitervorrichtung bereitgestellte Strommenge zu bestimmen. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass der der Last bereitgestellte Strom größer als der Schwellenstrom ist, kann die Halbleitervorrichtung die in die Last fließende Strommenge anpassen. Daher können Verfahren dieser Offenbarung dem System erlauben, anstatt eines konstanten Schwellenstroms einen dynamischen Schwellenstrom zu verwenden, der zumindest auf Grundlage der Temperatur der Halbleitervorrichtung bestimmt wird.
In einem Beispiel umfasst ein Verfahren das Bestimmen einer Temperatur einer Vorrichtung, die eine in eine Last fließende Strommenge steuert; das Bestimmen eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung; sowie die Anpassung der in eine Last fließenden Strommenge in Reaktion auf das Bestimmen, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein System eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, um eine in eine Last fließende Strommenge zu steuern; ein Temperaturmodul, das konfiguriert ist, um eine Temperatur der Vorrichtung zu bestimmen; ein Schwellenstrommodul, das konfiguriert ist, um auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung einen Schwellenstrom zu bestimmen; und ein Stromsteuerungsmodul, das konfiguriert ist, um die in die Last fließende Strommenge als Reaktion auf das Bestimmen, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, anzupassen.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein System Mittel zur Steuerung einer in eine Last fließenden Strommenge; Mittel zur Bestimmung einer Temperatur der Steuerungsmittel; Mittel zur Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Steuermittel; und Mittel zur Anpassung der in die Last fließenden Strommenge als Reaktion auf das Bestimmen, dass die in die Last fließende Strommenge größer ist als der Schwellenstrom.
Diese hierin vorgeschlagenen Beispiele können insbesondere auf zumindest einer der nachfolgenden Lösungen basieren. Insbesondere können Kombinationen der nachfolgenden Merkmale eingesetzt werden, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen. Die Merkmale des Verfahrens können mit (einem) beliebigen Merkmal(en) der Vorrichtung, des Geräts oder Systems oder umgekehrt kombiniert werden.
Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, umfassend:

– Bestimmung einer Temperatur einer Vorrichtung, die eine in eine Last fließende Strommenge steuert, mit einem Temperatursensor;
– Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung und
– Anpassung der in die Last fließenden Strommenge als Reaktion auf die Bestimmung, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Anpassung der in die Last fließenden Strommenge umfasst:

– Begrenzung der in die Last fließenden Strommenge auf den Schwellenstrom.

– Deaktivierung der Last.

Es ist eine Weiterbildung, dass der Temperatursensor ein erster Temperatursensor ist, wobei das Verfahren ferner umfasst:

– Bestimmung einer Umgebungstemperatur mit einem zweiten Temperatursensor, wobei die Bestimmung des Schwellenstroms umfasst:
– Bestimmung des Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung und der Umgebungstemperatur.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Bestimmung der Temperatur der Vorrichtung umfasst:

– Versorgung einer Halbleitervorrichtung mit einem konstanten Strom, so dass ein daraus resultierender Spannungsabfall an der Halbleitervorrichtung der Temperatur der Vorrichtung entspricht, wobei die Halbleitervorrichtung einen Bipolartransistor, einen Widerstand oder eine Diode umfasst, wobei die Bestimmung des Schwellenstroms umfasst:
– Bestimmung eines vorübergehenden Schwellenstroms auf Grundlage des resultierenden Spannungsabfalls; und
– Spiegelung des vorübergehenden Schwellenstroms mit einem oder mehreren Stromspiegeln, um den Schwellenstrom zu erzeugen.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Bestimmung des Schwellenstroms umfasst:

– Bestimmung des Schwellenstroms auf Grundlage des Schwellenstroms und einer Temperaturschwelle, so dass die in zu der Last fließende Strommenge nicht angepasst wird, falls die Temperatur der Vorrichtung unter der Temperaturschwelle liegt.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Bestimmung des Schwellenstroms auf Grundlage des Schwellenstroms und einer Temperaturschwelle umfasst:

– Bestimmung eines vorübergehenden Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung; sowie
– Subtraktion eines Anfangsstroms von dem vorübergehenden Schwellenstrom, um den Schwellenstrom zu bestimmen, wobei der Anfangsstrom auf der Temperaturschwelle basiert.

Es ist eine Weiterbildung, dass die in die Last fließende Strommenge bei Aktivierung der Last zu einem ersten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, wobei die Temperatur der Vorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, und wobei der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt stattfindet.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung aus einer Gruppe gewählt wird, die aus einem Leistungstransistor, einem Thyristor, einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), und einem Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttansistor (MOSFET) besteht.
Auch wird ein System vorgeschlagen, umfassend:

– eine Vorrichtung, die zur Steuerung einer in eine Last fließenden Strommenge eingerichtet ist;
– ein Temperaturmodul, das zur Bestimmung einer Temperatur der Vorrichtung eingerichtet ist;
– ein Schwellenstrommodul, das zur Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung eingerichtet ist und
– ein Stromsteuerungsmodul, das eingerichtet ist, als Reaktion auf die Bestimmung, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, die in die Last fließende Strommenge anzupassen.

– Begrenzung der in die Last fließenden Strommenge auf den Schwellenstrom.

Es ist eine Weiterbildung, dass das Stromsteuerungsmodul eingerichtet ist, um die in die Last fließende Strommenge anzupassen, zumindest indem:

– die Last deaktiviert wird.

Es ist eine Weiterbildung, dass das Temperaturmodul ein erstes Temperaturmodul ist, wobei das System ferner umfasst:

– ein zweites Temperaturmodul, das zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur eingerichtet ist, wobei das Schwellenstrommodul eingerichtet ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem:
– der Schwellenstrom auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung und der Umgebungstemperatur bestimmt wird.

Es ist eine Weiterbildung, dass das Temperaturmodul umfasst:

– eine Halbleitervorrichtung, die mit einem konstanten Strom versorgt wird, so dass ein daraus resultierender Spannungsabfall an der Halbleitervorrichtung der Temperatur der Vorrichtung entspricht, wboei die Halbleitervorrichtung einen Bipolartransistor, einen Widerstand oder eine Diode umfasst, und wobei das Schwellenstrommodul eingerichtet ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem:
– ein vorübergehender Schwellenstrom auf Grundlage des resultierenden Spannungsabfalls bestimmt wird; und
– der vorübergehende Schwellenstrom von einem oder mehreren Stromspiegeln des Schwellenstrommoduls gespiegelt wird, um den Schwellenstrom zu erzeugen.

Es ist eine Weiterbildung, dass das Schwellenstrommodul eingerichtet ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem:

– der Schwellenstrom auf Grundlage des Schwellenstroms und einer Temperaturschwelle bestimmt wird, sodass das Stromsteuerungsmodul die in die Last fließende Strommenge nicht anpasst, wenn die Temperatur der Vorrichtung unter der Temperaturschwelle liegt.

– ein vorübergehender Schwellenstrom auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung bestimmt wird; und
– ein Anfangsstrom vom vorübergehenden Schwellenstrom subtrahiert wird, um den Schwellenstrom zu bestimmen, wobei der Anfangsstrom auf der Temperaturschwelle basiert.

Es ist eine Weiterbildung, dass die in die Last fließende Strommenge bei Aktivierung der Last zu einem ersten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, wobei die Temperatur der Vorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, und worin der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt stattfindet.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung aus einer Gruppe gewählt ist umfassend einen Leistungstransistor, einen Thyristor, einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), und einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttansistor (MOSFET).
Ferner wird ein System vorgeschlagen, umfassend:

– Mittel zur Steuerung einer in eine Last fließenden Strommenge;
– Mittel zur Bestimmung einer Temperatur der Steuermittel;
– Mittel zur Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Steuermittel und
– Mittel zur Anpassung der in die Last fließenden Strommenge als Reaktion auf das Bestimmen, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Mittel zur Anpassung Mittel zur Deaktivierung der Last umfassen.
Die Details einer oder mehrerer Beispiele der Offenbarung werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Eigenschaften, Objekte und Vorteile werden aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen hervorgehen.
1 ist ein konzeptionelles Diagramm eines Beispielsystems zur Begrenzung einer einer Last bereitgestellten Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung.
2 ist ein Blockdiagramm eines Beispielsystems, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzen kann.
3 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Beispielsystems, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzen kann.
4 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Beispielsystems, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzen kann.
5 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Beispielsystems, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzen kann.
6 ist eine Graphik, die Beispielsignale eines Beispielsystems darstellt, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzt.
7A–7B sind Graphiken, die Beispielsignale eines Beispielsystems darstellt, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzt.
8 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Funktionen eines Beispielsystems darstellt, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzt.
Im Allgemeinen ist diese Offenbarung auf Verfahren zur Begrenzung der einer Last bereitgestellten Strommenge auf Grundlage einer Temperatur einer Vorrichtung gerichtet, welche die der Last bereitgestellte Strommenge steuert. Die Verfahren können mit einer oder mehreren Vorrichtungen oder Systemen implementiert werden. Zum Beispiel kann ein System eine Halbleitervorrichtung umfassen, die zur Steuerung der einer Last bereitgestellten Strommenge verwendet werden kann, sowie einen Temperatursensor, der in die Halbleitervorrichtung integriert sein oder in der Nähe der Halbleitervorrichtung positioniert sein kann. Das System kann auch eine oder mehrere Komponenten umfassen, die konfiguriert sind, um auf Grundlage der vom Temperatursensor gemessenen Temperatur einen Schwellenstrom zu bestimmen, sowie eine oder mehrere Komponenten, die konfiguriert sind, um die von der Halbleitervorrichtung bereitgestellte Strommenge zu erfassen. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass der der Last bereitgestellte Strom größer als der Schwellenstrom ist, kann die Halbleitervorrichtung die in die Last fließende Strommenge anpassen. Daher können Verfahren dieser Offenbarung dem System erlauben, einen dynamischen Schwellenstrom anstatt eines konstanten Schwellenstroms zu verwenden, der zumindest auf Grundlage der Temperatur der Halbleitervorrichtung bestimmt wird.
Eine Strombegrenzung kann als Schutzfunktion für Vorrichtungen wie z.B. Leistungstransistoren verwendet werden, um die Vorrichtungen im Fall einer Überlast (z.B. eines Kurzschlusses) vor Schäden zu bewahren. Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung von Halbleitervorrichtungen (d.h. der Reduktion von R_on × Fläche) und der Verbesserung der Reaktionszeit während eines Kurzschlusszyklus können die Kurzschlussimpulse sogar noch kürzer werden. Im Allgemeinen kann die Verlustleistung oder die Energiekomponente während der Deaktivierung durch den Strom (I) und die Induktivität (L) bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Energie während der Deaktivierung gemäß der unten stehenden Gleichung (1) bestimmt werden. E = 1 / 2LI² (1)
Die induktive Komponente im Lastkreis kann anwendungsspezifisch sein. Daher kann es im Gegensatz zum Strom schwieriger sein, die induktive Komponente anzupassen. In einigen Beispielen kann es wünschenswert sein, einen möglichst niedrigen Schwellenstrom zu wählen, um die für die Detektion einer Überlast benötigte Zeit zu reduzieren. Um beispielsweise die Kurzschlussbeständigkeit einer Vorrichtung in Form einer erhöhten Anzahl an Kurzschlusszyklen zu verbessern kann es wünschenswert sein, einen möglichst niedrigen Schwellenstrom zu wählen. So kann eine Vorrichtung weniger Energie während der Deaktivierung aufnehmen und daher eine größere Anzahl von Kurzschlusszyklen überstehen, bevor sie ausfällt.
In einigen Beispielen kann es wünschenswert sein, einen möglichst hohen Schwellenstrom zu wählen, sodass die stromliefernde Vorrichtung eine größere Last versorgen kann. Damit beispielsweise eine einzelne Vorrichtung mehrere Vorrichtungen versorgen (und den Bedarf an zusätzlichen Vorrichtungen reduzieren) kann, kann es wünschenswert sein, einen möglichst hohen Schwellenstrom zu wählen. Dementsprechend kann der Stromwert aus einem Kompromiss zwischen der maximal schaltbaren Last und der Anzahl von Kurzschlusszyklen resultieren.
1 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Beispielsystem 2 zur Begrenzung der einer Last bereitgestellten Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung darstellt. Wie in 1 dargestellt, umfasst System 2 eine Vorrichtung 4 und eine Last 14.
In einigen Beispielen umfasst System 2 eine Vorrichtung 4, welche konfiguriert sein kann, um die der Last 14 bereitgestellte Strommenge zu steuern. In einigen Beispielen umfasst Vorrichtung 4 ein Temperaturmodul 6, ein Schwellenstrommodul 8, ein Stromsteuerungsmodul 10 und eine Leistungsversorgung 12.
In einigen Beispielen kann Vorrichtung 4 ein Temperaturmodul 6 umfassen, das konfiguriert ist, um eine Temperatur zu bestimmen. Zum Beispiel kann Temperaturmodul 6 konfiguriert sein, um die Temperatur der Leistungsversorgung 12 zu bestimmen. In einigen Beispielen kann das Temperaturmodul 6 konfiguriert sein, um die bestimmte Temperatur einer oder mehreren Komponenten der Vorrichtung 4 bereitzustellen, zum Beispiel dem Schwellenstrommodul 8. In einigen Beispielen kann das Temperaturmodul 6 einen oder mehrere Temperatursensoren umfassen. Beispiele von Temperatursensoren, die in dem Temperaturmodul 6 aufegenommen werden können, schließen Bipolartransistoren, Dioden, temperaturabhängige Widerstände, Thermoelemente und Ähnliches ein, sind aber nicht auf diese begrenzt. In einigen Beispielen kann das Temperaturmodul 6 einen Temperatursensor mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) umfassen. Anders gesagt kann in einigen Beispielen die Kennlinie des Temperaturmoduls 6 bei höheren Temperaturen einen höheren Wert als bei niedrigeren Temperaturen aufweisen. In einigen Beispielen kann das Temperaturmodul 6 einen Temperatursensor mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) umfassen. Anders gesagt kann in einigen Beispielen die Kennlinie des Temperatursensors 6 bei höheren Temperaturen einen niedrigeren Wert als bei niedrigeren Temperaturen aufweisen.
In einigen Beispielen kann die Vorrichtung 4 ein Schwellenstrommodul 8 umfassen, das konfiguriert sein kann, um einen Schwellenstrom auf zumindest teilweiser Grundlage eines Temperaturwertes zu bestimmen. Zum Beispiel kann das Schwellenstrommodul 8 einen Schwellenstrom auf zumindest teilweiser Grundlage einer vom Temperaturmodul 6 empfangenen Temperatur der Leistungsversorgung 12 bestimmen. Beispiele des Schwellenstrommoduls 8 können einen oder mehrere Prozessoren einschließlich eines oder mehrerer Miniprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) oder jegliche andere äquivalente integrierter Schaltungen oder diskrete Logikschaltungen sowie jegliche Kombinationen solcher Komponenten einschließen, sind aber nicht auf diese begrenzt. In einigen Beispielen kann das Schwellenmodul 8 konfiguriert sein, um den bestimmten Schwellenstrom einer oder mehreren Komponenten von Vorrichtung 4, wie z.B. dem Stromsteuerungsmodul 10, bereitzustellen.
In einigen Beispielen kann die Vorrichtung 4 ein Stromsteuerungsmodul 10 umfassen, das konfiguriert sein kann, um die der Last 14 bereitgestellte Strommenge zu steuern. In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10 konfiguriert sein, um die von Vorrichtung 4 der Last 14 bereitgestellte Strommenge zu bestimmen. Zum Beispiel kann das Stromsteuerungsmodul 10 konfiguriert sein, um die von Leistungsversorgung 12 bereitgestellte Strommenge zu bestimmen. In einigen Beispielen kann das Stromsteuermodul 10 konfiguriert sein, um die der Last 14 bereitgestellte Strommenge auf Grundlage eines vom Schwellenstrommodul 8 empfangenen Schwellenstroms zu steuern. Zum Beispiel kann das Stromsteuermodul 10 konfiguriert sein, um die der Last 14 bereitgestellte Strommenge in Reaktion auf die Feststellung, dass die der Last 14 bereitgestellte Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, anzupassen. Beispiele des Stromsteuerungsmoduls 10 können einen oder mehrere Prozessoren einschließlich eines oder mehrerer Miniprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) oder jegliche andere äquivalente integrierte Schaltungen oder diskrete Logikschaltungen sowie jegliche Kombinationen solcher Komponenten einschließen, sind aber nicht auf diese begrenzt.
In einigen Beispielen kann die Vorrichtung 4 eine Leistungsversorgung 12 umfassen, die konfiguriert sein kann, um Leistung der Last 14 bereitzustellen. In einigen Beispielen kann die Leistungsversorgung 12 konfiguriert sein, um Leistung von einer anderen Vorrichtung zu erhalten und zumindest einen Teil der erhaltenen Leistung in die Last 14 zu leiten. Zum Beispiel kann die Leistungsversorgung 12 einen Schalter umfassen, der konfiguriert ist, um die der Last 14 bereitgestellte Strommenge zu steuern. Beispiele für die Leistungsversorgung 12 können Halbleiter (z.B. Leistungstransistoren), Schaltnetzteile, geregelte Leistungsversorgungen oder jegliche andere Vorrichtung, die zur Bereitstellung von Leistung an eine Last geeignet ist, umfassen, sind aber nicht auf diese begrenzt.
In einigen Beispielen kann System 2 eine Last 14 umfassen, die konfiguriert sein kann, um Leistung von Vorrichtung 4 zu empfangen. In einigen Beispielen kann die Last 14 eine oder mehrere Licht emittierende Vorrichtungen (z.B. ein oder mehrere Glühlämpchen, eine oder mehrere Licht emittierende Dioden (LEDs), eine oder mehrere Laserdioden und Ähnliches), eine oder mehrere Batterien, eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, eine oder mehrere Widerstands-Vorrichtungen, eine oder mehrere kapazitive Vorrichtungen, eine oder mehrere induktive Vorrichtungen, jede andere Vorrichtung, die elektrische Leistung verwendet, oder jegliche Kombination derselben umfassen.
Gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung kann Vorrichtung 4 die der Last 14 bereitgestellte Strommenge auf zumindest teilweiser Grundlage eines Temperaturwerts begrenzen. Zu einem ersten Zeitpunkt kann Vorrichtung 4 beginnen, Leistung der Last 14 bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Leistungsversorgung 12 bewirken, dass Strom in die Last 14 zu fließen beginnt. Sobald sie beginnt, Leistung von Vorrichtung 4 zu empfangen, kann die Last 14 Energie erhalten und einen Einschaltstromstoß ziehen. In einigen Beispielen, in denen z.B. die Last 14 eine oder mehrere Licht emittierende Vorrichtungen umfasst, kann die Einschaltstrommenge größer als eine von der Last 14 in einem statischen Zustand gezogene Strommenge sein.
Das Temperaturmodul 6 kann eine Temperatur einer oder mehrerer Komponenten von Vorrichtung 4 bestimmen. Zum Beispiel können ein oder mehrere Temperatursensoren des Temperaturmoduls 6 eine Temperatur der Leistungsversorgung 12 bestimmen. Das Temperaturmodul 6 kann die bestimmte Temperatur der Leistungsversorgung 12 dem Schwellenstrommodul 8 bereitstellen.
Das Schwellenstrommodul 8 kann zumindest auf Grundlage der Leistungsversorgung 12 einen Schwellenstrom bestimmen. In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8 den Schwellenstrom mit einem NTC bestimmen. Zum Beispiel kann das Schwellenstrommodul 8 einen ersten Wert für den Schwellenstrom bestimmen, wenn die Temperatur der Leistungsversorgung 12 einen hohen Wert aufweist, und einen zweiten, niedrigeren Wert für den Schwellenstrom bestimmen, wenn die Temperatur der Leistungsversorgung 12 einen niedrigeren Wert aufweist. In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8 den Schwellenstrom zumindest auf Grundlage der Temperatur der Leistungsversorgung 12 und einer Offset-Temperatur bestimmen. Zum Beispiel kann das Schwellenstrommodul 8 den Schwellenstrom als konstant bestimmen, bis die Temperatur der Leistungsversorgung 12 die Offset-Temperatur übersteigt. Das Schwellenstrommodul 8 kann den bestimmten Schwellenwert an das Stromsteuerungsmodul 10 ausgeben.
Das Stromsteuerungsmodul 10 kann den Schwellenstrom empfangen und bestimmen, ob der Schwellenstrom größer als eine der Last 14 bereitgestellte Strommenge ist. In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10 die der Last 14 bereitgestellte Strommenge durch Aktivierung eines Abfühlwiderstandes bestimmen, wobei der dortige Spannungsabfall zu der von der Leistungsversorgung 12 bereitgestellten Strommenge proportional ist. In Reaktion auf die Feststellung, dass die der Last 14 bereitgestellte Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, kann das Stromsteuerungsmodul 10 die der Last 14 bereitgestellte Strommenge anpassen. In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10 die der Last 14 bereitgestellte Strommenge durch die Begrenzung der in die Last 14 fließenden Strommenge auf den Schwellenstrom anpassen. In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10 die der Last 14 bereitgestellte Strommenge durch Deaktivierung der Last 14 anpassen (d.h. indem es bewirkt, dass Vorrichtung 4 einen Strom von ca. null der Last 14 bereitstellt). In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10 die der Last 14 bereitgestellte Strommenge anpassen, indem es ein Signal an die Leistungsversorgung 12 sendet, das bewirkt, dass die Leistungsversorgung 12 die in die Last 14 fließende Strommenge anpasst. So kann das Stromsteuerungsmodul 10 die der Vorrichtung 14 bereitgestellte Strommenge auf zumindest teilweiser Grundlage der Temperatur der Leistungsversorgung 12 begrenzen. So kann das Stromsteuerungsmodul 10 auch die Kurzschlussbeständigkeit von Vorrichtung 4 verbessern.
2 ist ein Blockdiagramm, das Details eines Beispielsystems veranschaulicht, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzen kann. Wie in 2 dargestellt, kann ein Beispiel eine Vorrichtung 4A und eine Last 14 umfassen. Vorrichtung 4A, wie im Beispiel in 2 dargestellt, kann ein Temperaturmodul 6A, ein Schwellenstrommodul 8A, ein Stromsteuerungsmodul 10A und eine Leistungsversorgung 12 umfassen.
Das Temperaturmodul 6A kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie Temperaturmodul 6 in 1 auszuführen. Zum Beispiel kann das Temperaturmodul 6A konfiguriert sein, um eine Temperatur einer oder mehrerer Komponenten der Vorrichtung 4A zu bestimmen. Wie in 2 veranschaulicht, kann das Temperaturmodul 6A einen Temperatursensor 18A und eine Stromquelle 20A umfassen.
In einigen Beispielen kann das Temperaturmodul 6A einen Temperatursensor 18A umfassen, der zur Messung einer Temperatur konfiguriert sein kann. Zum Beispiel kann der Temperatursensor 18A konfiguriert sein, um die Temperatur der Leistungsversorgung 12 zu messen. Wie oben beschrieben kann das Temperaturmodul 6A entweder über einen NTC oder über einen PTC verfügen. Ebenso kann der Temperatursensor 18A entweder über einen NTC oder einen PTC verfügen. In einigen Beispielen kann der Temperatursensor 18A eine Halbleitervorrichtung sein, wie z.B. ein Bipolartransistor, ein Widerstand (z.B. ein Polysilizium-Widerstand, ein Diffusionswiderstand, ein Metallwiderstand oder ein temperaturabhängiger Widerstand) oder eine Diode. Wie ebenfalls oben erwähnt kann der Spannungsabfall über den Temperatursensor 18A proportional zur gemessenen Temperatur sein.
In einigen Beispielen kann das Temperaturmodul 6A eine Stromquelle 20A umfassen, die konfiguriert sein kann, um einen Strom auszugeben. In einigen Beispielen kann die Stromquelle 20A eine Konstantstromquelle sein, die einen konstanten Strom (I_Const) ausgibt. In einigen Beispielen kann die Stromquelle 20A eine temperaturunabhängige Konstantstromquelle sein, die einen konstanten Strom (I_Const) unabhängig von der Temperatur der Stromquelle 20A ausgibt. In einigen Beispielen kann die Stromquelle 20A konfiguriert sein, um den Temperatursensor 18A mit einem konstanten Strom zu belasten.
Das Schwellenstrommodul 8A kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie Schwellenstrommodul 8A in 1 auszuführen. Das Schwellenstrommodul 8A kann zum Beispiel konfiguriert sein, um zumindest auf Grundlage der vom Temperaturmodul 6A empfangenen Temperatur einen Schwellenstrom zu bestimmen. Wie in 2 dargestellt, kann das Schwellenstrommodul 8A einen Verstärker 22A, einen Widerstand 24A, einen Transistor 26A, einen ersten Stromspiegel 27A, und einen zweiten Stromspiegel 31A umfassen.
In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8A einen Verstärker 22A, einen Widerstand 24A und einen Transistor 26A umfassen, der konfiguriert sein kann, um den Spannungsabfall an einem Temperatursensor 18A in einen Strom umzuwandeln. In einigen Beispielen kann der Transistor 26A ein p-Typ-Transistor (z.B. ein PMOS-Transistor) sein. In einigen Beispielen kann der Transistor 26A ein n-Typ-Transistor (z.B. ein NMOS-Transistor) sein. In einigen Beispielen können der Verstärker 22A, der Widerstand 24A und der Transistor 26A den Strom einer oder mehreren anderer Komponenten der Vorrichtung 4A, wie z.B. als ersten Stromspiegel 27A, bereitstellen.
In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8A einen ersten Stromspiegel 27A umfassen, der konfiguriert sein kann, um einen ersten Strom zu empfangen und einen zweiten Strom, der dem ersten Strom entspricht, auszugeben. In einigen Beispielen kann der erste Stromspiegel 27A einen Transistor 28A und einen Transistor 30A umfassen. In einigen Beispielen können der Transistor 28A und der Transistor 30A n-Typ-Transistoren (z.B. NMOS-Transistoren) sein. In einigen Beispielen können der Transistor 28A und der Transistor 30A p-Typ-Transistoren (z.B. PMOS-Transistoren) sein. In einigen Beispielen kann der erste Stromspiegel 27A konfiguriert sein, um den zweiten Strom (der dem ersten Strom entspricht) an eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung 4A wie z.B. den zweiten Stromspiegel 31A, auszugeben.
In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8A einen zweiten Stromspiegel 31A umfassen, der konfiguriert ist, um einen ersten Strom zu empfangen und einen zweiten Strom, der dem ersten Strom entspricht, auszugeben. In einigen Beispielen kann der zweite Stromspiegel 31A einen Transistor 32 und einen Transistor 34 umfassen. In einigen Beispielen können der Transistor 32 und der Transistor 34 n-Typ-Transistoren (z.B. NMOS-Transistoren) sein. In einigen Beispielen können der Transistor 32 und der Transistor 34 p-Typ-Transistoren (z.B. PMOS-Transistoren) sein. In einigen Beispielen kann der zweite Stromspiegel 31A konfiguriert sein, um den zweiten Strom (der dem ersten Strom entspricht) an eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung 4A wie z.B. den Widerstand 38 des Stromsteuerungsmoduls 10 auszugeben.
Das Stromsteuerungsmodul 10A kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie das Stromsteuerungsmodul 10 in 1 auszuführen. Das Stromsteuerungsmodul 10A kann zum Beispiel konfiguriert sein, um die der Last 14 bereitgestellte Strommenge zu steuern. Wie in 2 dargestellt, kann das Stromsteuerungsmodul 10A eine Stromquelle 36, einen Widerstand 38, eine Steuereinheit 40A, einen Treiber 42, einen Eingang 44, einen Transistor 46, und einen Widerstand 48 umfassen.
In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10A eine Stromquelle 36 umfassen, die zur Ausgabe eines Stroms konfiguriert sein kann. In einigen Beispielen kann die Stromquelle 36 eine Referenzstromquelle sein, die einen Referenzstrom (I_Ref) ausgibt. In einigen Beispielen kann die Stromquelle 36 konfiguriert sein, um den Referenzstrom an eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung 4A wie z.B. den Widerstand 38 auszugeben.
In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10A einen Widerstand 38 umfassen, der konfiguriert sein kann, um einen Spannungsabfall auf Grundlage einer oder mehrerer Ströme zu bewirken. Der Widerstand 38 kann zum Beispiel konfiguriert sein, um einen Spannungsabfall proportional zu einem vom Schwellenstrommodul 8A erhaltenen Schwellenstrom (d.h. I_Temp) und einem von der Stromquelle 36 erhaltenen Referenzstrom (d.h. I_Ref) zu bewirken.
In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10A eine Steuereinheit 40A umfassen, die konfiguriert sein kann, um ein Signal auf Grundlage einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung zu bestimmen. In einigen Beispielen kann die erste Spannung die am Widerstand 38 anliegende Spannung und die zweite Spannung die am Widerstand 48 anliegende Spannung sein. In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40A konfiguriert sein, um das bestimmte Signal an den Treiber 42 auszugeben. In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40A ein Komparator sein. Wenn zum Beispiel die zweite Spannung größer als die erste Spannung ist (d.h. wenn der von der Leistungsversorgung 12 bereitgestellte Strom unter dem Schwellenstrom liegt), kann die Steuereinheit 40A konfiguriert sein, um ein Signal an den Treiber 42 auszugeben, das bewirkt, dass der Treiber 42 die Leistungsversorgung 12 weiterhin ohne Änderung versorgt. Alternativ dazu kann die Steuereinheit 40A in den Beispielen, in denen die erste Spannung größer als die zweite Spannung ist (d.h. wenn der Schwellenstrom größer als der von der Leistungsversorgung 12 bereitgestellte Strom ist), so konfiguriert sein, dass sie ein Signal an den Treiber 42 ausgibt, das bewirkt, dass der Treiber 42 die Leistungsversorgung 12 deaktiviert.
In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40A ein Regler sein. Wenn zum Beispiel die zweite Spannung größer als die erste Spannung ist (d.h. wenn der von der Leistungsversorgung 12 bereitgestellte Strom niedriger als der Schwellenstrom ist), kann die Steuereinheit 40A konfiguriert sein, um ein Signal an den Treiber 42 auszugeben, das bewirkt, dass der Treiber 42 die Leistungsversorgung 12 weiterhin ohne Änderung versorgt. Alternativ dazu kann die Steuereinheit 40A in den Beispielen, in denen die erste Spannung größer als die zweite Spannung ist (d.h. wenn der Schwellenstrom größer als der von der Leistungsversorgung 12 bereitgestellte Strom ist), so konfiguriert sein, dass sie ein Signal an den Treiber 42 ausgibt, das bewirkt, dass der Treiber 42 die von der Leistungsversorgung 12 bereitgestellte Strommenge verringert.
In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10A einen Treiber 42 umfassen, der konfiguriert sein kann, um eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung 4A zu betreiben. Zum Beispiel kann der Treiber 42 konfiguriert sein, um ein Signal an die Leistungsversorgung 12 auszugeben, das bewirkt, dass die Leistungsversorgung 12 einen Strom der Last 14 bereitstellt. In einigen Beispielen kann der Treiber 42 konfiguriert sein, um ein Signal an den Transistor 46 auszugeben, das bewirkt, dass der Transistor 46 auf „ein“ geschaltet wird.
In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10A einen Eingang 44 umfassen, der konfiguriert sein kann, um ein Signal zu empfangen. In einigen Beispielen kann das am Eingang 44 empfangene Signal ein „Freigabe“-Signal sein, das konfiguriert sein kann, um zu bewirken, dass der Treiber 42 die Leistungsversorgung 12 und/oder den Transistor 46 aktiviert/deaktiviert.
In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10A einen Transistor 46 umfassen, der zum Ein- und Ausschalten eines Stroms konfiguriert sein kann. Zum Beispiel kann der Transistor 46 in einem „Ein“-Zustand konfiguriert sein, um einen Stromfluss durch den Widerstand 48 zuzulassen. In einigen Beispielen kann der vom Transistor 46 geschaltete Strom zu dem von der Leistungsversorgung 12 der Last 14 bereitgestellten Strom proportional sein.
In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10A einen Widerstand 48 umfassen, der konfiguriert sein kann, um einen Spannungsabfall auf Grundlage einer oder mehrerer Ströme zu bewirken. Zum Beispiel kann der Widerstand 48 konfiguriert sein, um einen Spannungsabfall zu bewirken, der zu einem von der Leistungsversorgung 12 der Last 14 bereitgestellten Strom proportional ist. Anders gesagt kann der Widerstand 48 ein Messwiderstand sein.
Die Leistungsversorgung 12 kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie das Stromsteuerungsmodul 10 in 1 auszuführen. Zum Beispiel kann die Leistungsversorgung 12 konfiguriert sein, um Strom der Last 14 bereitzustellen. In einigen Beispielen kann der von der Leistungsversorgung 12 bereitgestellte Strom auf einem vom Treiber 42 empfangenen Signal basieren. In einigen Beispielen kann die Leistungsversorgung 12 einen oder mehrere Stromverlustvorrichtungen wie z.B. eine oder mehrere Halbleitervorrichtungen umfassen. Zum Beispiel kann die Leistungsversorgung 12 einen oder mehrere Leistungstransistoren, einen oder mehrere Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs), einen oder mehrere Transistoren, einen oder mehrere Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs) und/oder eine Kombination derselben umfassen. Einige Beispiel-MOSFETs, die in der Leistungsversorgung 12 verwendet werden können, schließen einen oder mehrere doppelt diffundierte Metalloxid-Halbleiter-(DMOS-)MOSFETs, einen oder mehrere p-Kanal-(PMOS-)MOSFETs, einen oder mehrere Graben-(UMOS-)MOSFETS, und einen oder mehrere Super-Junction-MOSFETs mit tiefem Graben (z.B. einen oder mehrere CoolMOS^TM-MOSFETs) ein, sind aber nicht auf diese begrenzt.
Gemäß eines oder mehrerer Verfahren dieser Offenbarung, kann Vorrichtung 4A die der Last 14 bereitgestellte Strommenge zumindest teilweise auf Grundlage eines Temperaturwerts begrenzen. Zu einem ersten Zeitpunkt kann der Treiber 42 als Reaktion auf den Erhalt eines Signals über Eingang 44 ein Signal an die Leistungsversorgung 12 ausgeben, das bewirkt, dass die Leistungsversorgung 12 Strom der Last 14 bereitstellt. Sobald sie Leistung von der Leistungsversorgung 12 erhält, kann die Last 14 Energie erhalten und einen Einschaltstromstoß erfahren. In einigen Beispielen, z.B. wenn die Last 14 eine oder mehrere Licht emittierende Vorrichtungen umfasst, kann die Einschaltstrommenge größer als die von der Last 14 in einem statischen Zustand gezogene Strommenge sein. Darüber hinaus kann die Temperatur der Leistungsversorgung 12 aufgrund dessen, dass sie Leistung der Last 14 bereitstellt, zu steigen beginnen.
Diese Temperaturerhöhung kann vom Temperatursensor 18A des Temperaturmoduls 6A gemessen werden. Beispielsweise kann der Temperatursensor 18A die Temperatur der Leistungsversorgung 12 in ein Spannungssignal umwandeln. Wie oben beschrieben kann der Temperatursensor 18A über einen PTC oder einen NTC verfügen. Im in 2 beschriebenen Beispiel kann der Temperatursensor 18A einen NTC haben. Wie oben beschrieben, kann der Temperatursensor 18A mit einem konstanten Strom (I_Const) versorgt werden, der von der Stromquelle 20A erzeugt wird. In jedem Fall kann das Temperaturmodul 6A das Spannungssignal an das Schwellenstrommodul 8A ausgeben.
Das Schwellenstrommodul 8A kann einen Schwellenstrom zumindest teilweise auf Grundlage des Spannungssignals bestimmen, das es vom Temperaturmodul 6A empfängt. Beispielsweise können, wie oben beschrieben, der Verstärker 22A, der Widerstand 24A, und der Transistor 26A das Spannungssignal in einen Strom umwandeln. In einigen Beispielen kann dieser Strom der Schwellenstrom sein. In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8A weitere Funktionen am Strom durchführen, um den Schwellenstrom zu bestimmen. In solchen Beispielen kann der Strom, welcher vom Verstärker 22A, vom Widerstand 24A und vom Transistor 26A bestimmt wird, als vorübergehender Schwellenstrom betrachtet werden. In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul einen oder mehrere Stromspiegel umfassen, die zur vorübergehenden Spiegelung des Schwellenstroms konfiguriert sind, um den Schwellenstrom zu bestimmen. Zum Beispiel kann der erste Stromspiegel 27A den vorübergehenden Schwellenstrom spiegeln und einen zweiten vorübergehenden Schwellenstrom dem zweiten Stromspiegel 31A bereitstellen. Der zweite Stromspiegel 31A kann den zweiten vorübergehenden Schwellenstrom spiegeln, um den Schwellenstrom zu bestimmen. In jedem Fall kann das Schwellenstrommodul 8A den Schwellenstrom (I_Temp) an das Stromsteuerungsmodul 10A ausgeben.
Das Stromsteuerungsmodul 10A kann den Schwellenstrom vom Schwellenstrommodul 8A empfangen und die in die Last 14 fließende Strommenge auf Grundalge des Schwellenstroms anpassen. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 40A des Stromsteuerungsmoduls 10A feststellen, ob die in die Last 14 fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist. In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40A feststellen, dass die in die Last 14 fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, wenn die Spannung am Widerstand 48 größer als die Spannung am Widerstand 38 ist. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass die in die Last 14 fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, kann die Steuereinheit 40A ein Signal an den Treiber 42 ausgeben, das bewirkt, dass der Treiber 42 die der Last 14 von der Leistungsversorgung 12 bereitgestellte Strommenge anpasst. In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40A ein Signal an den Treiber 42 ausgeben, sodass der Treiber 42 die Leistungsversorgung 12 deaktiviert. So kann die Steuereinheit 40A „ausschalten“, wenn die in die Last 14 fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist. In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40A ein Signal an den Treiber 42 ausgeben, sodass der Treiber 42 die von der Leistungsversorgung 12 bereitgestellte Strommenge unter den Schwellenstrom absenkt. So kann die Steuereinheit 40A „regulieren“, wenn die in die Last 14 fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist.
3 ist ein Blockdiagramm, das Details eines weiteren Beispielsystems darstellt, welches die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzt. Wie in dem in 3 dargestellten Beispiel kann dieses eine Vorrichtung 4B und eine Last 14 umfassen. Die Vorrichtung 4B kann, wie im Beispiel in 3 veranschaulicht, ein Temperaturmodul 6B, ein Schwellenstrommodul 8B, ein Stromsteuerungsmodul 10A und eine Leistungsversorgung 12 umfassen.
Das Temperaturmodul 6B kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie das Temperaturmodul 6 in 1 auszuführen. Beispielsweise kann das Temperaturmodul 6B konfiguriert sein, um die Temperatur von einer oder mehreren Komponenten der Vorrichtung 4B zu bestimmen.
Das Schwellenstrommodul 8B kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie das Schwellenstrommodul 8 in 1 und/oder Schwellenstrommodul 8A in 2 auszuführen. Zum Beispiel kann das Schwellenstrommodul 8B konfiguriert sein, um zumindest auf Grundlage der vom Temperaturmodul 6B empfangenen Temperatur einen Schwellenstrom zu bestimmen. In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8B konfiguriert sein, um den Schwellenstrom zumindest teilweise auf Grundlage der vom Temperaturmodul 6B empfangenen Temperatur und einer zweiten Temperatur zu bestimmen. Wie im Beispiel von 3 dargestellt, kann das Schwellenstrommodul 8B einen Verstärker 22B, einen Widerstand 24B, einen Transistor 26B, einen ersten Stromspiegel 27B, einen dritten Stromspiegel 51, und eine Stromquelle 56 umfassen. Der Verstärker 22B, der Widerstand 24B, der Transistor 26B und der erste Stromspiegel 27B haben ähnliche Eigenschaften und Funktionsweisen wie der Verstärker 22A, der Widerstand 24A, der Transistor 26A und der erste Stromspiegel 27A, welche unter Bezugnahme auf 2 oben beschrieben wurden.
In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8B eine Stromquelle 56 umfassen, die konfiguriert sein kann, um einen Strom (I_Start) auszugeben. In einigen Beispielen kann die Stromquelle 56 konfiguriert sein, einen auf einer zweiten Temperatur basierenden Strom auszugeben, sodass die in die Last 14 fließende Strommenge nicht angepasst wird, wenn die Temperatur der Leistungsversorgung 12 unter der zweiten Temperatur liegt. In einigen Beispielen kann die zweite Temperatur auf einen zuvor bestimmten Wert festgelegt sein. In einigen Beispielen kann der zuvor bestimmte Wert auf einer oder mehreren Eigenschaften der Last 14 basieren. In einigen Beispielen kann die zweite Temperatur eine Umgebungstemperatur sein, die von einem Temperatursensor eines zweiten Temperaturmoduls gemessen wird. In manchen Fällen kann die Umgebungstemperatur diejenige Umgebungstemperatur sein, der die Vorrichtung 4B ausgesetzt ist. Anders gesagt kann die Umgebungstemperatur die Umgebungstemperatur des Chips sein.
In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8B einen dritten Stromspiegel 51 umfassen, der konfiguriert sein kann, um einen ersten Strom zu empfangen und einen zweiten, dem ersten Strom entsprechenden Strom auszugeben. In einigen Beispielen kann der dritte Stromspiegel 51 einen Transistor 52 und einen Transistor 54 umfassen. In einigen Beispielen können der Transistor 52 und der Transistor 54 n-Typ-Transistoren sein (z.B. NMOS-Transistoren). In einigen Beispielen können der Transistor 52 und der Transistor 54 p-Typ-Transistoren sein (z.B. PMOS-Transistoren). In einigen Beispielen kann der dritte Stromspiegel 51 konfiguriert sein, um den zweiten (dem ersten Strom entsprechenden) Strom an eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung 4B wie z.B. den Widerstand 38 des Stromsteuerungsmoduls 10A auszugeben.
Das Stromsteuerungsmodul 10A kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie das Stromsteuerungsmodul 10 in 1 und/oder das Stromsteuerungsmodul 10A in 2 auszuführen. Beispielsweise kann das Stromsteuerungsmodul 10A konfiguriert sein, um die der Last 14 bereitgestellte Strommenge zu steuern.
Die Leistungsversorgung 12 kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie die Leistungsversorgung 12 in 1–2 auszuführen. Zum Beispiel kann die Leistungsversorgung 12 konfiguriert sein, um Strom der Last 14 bereitzustellen (z.B. auf Grundlage eines vom Treiber 42 des Stromsteuerungsmoduls 10A empfangenen Signals).
Gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser kann die Vorrichtung 4B die der Last 14 bereitgestellte Strommenge zumindest teilweise auf Grundlage eines Temperaturwerts begrenzen. Zu einem ersten Zeitpunkt kann der Treiber 42 als Reaktion auf den Empfang eines Signals über den Eingang 44 ein Signal an die Leistungsversorgung 12 ausgeben, das bewirkt, dass die Leistungsversorgung 12 Strom der Last 14 bereitstellt. Sobald sie Leistung von der Leistungsversorgung 12 empfängt, kann die Last 14 Energie erhalten und einen Einschaltstromstoß erfahren. In einigen Beispielen, z.B. wenn die Last 14 eine oder mehrere Licht emittierende Vorrichtungen umfasst, kann die Einschaltstrommenge größer als eine von der Last 14 in einem statischen Zustand gezogene Strommenge sein. Darüber hinaus kann die Temperatur der Leistungsversorgung 12 aufgrund dessen, dass sie Strom der Last 14 bereitstellt, zu steigen beginnen.
Dieser Temperaturanstieg kann vom Temperatursensor 18B des Temperaturmoduls 6B gemessen werden. Beispielsweise kann der Temperatursensor 18B die Temperatur der Leistungsversorgung 12 in ein Spannungssignal umwandeln. Wie oben beschrieben kann der Temperatursensor 18B über einen PTC oder einen NTC verfügen. Im in 3 beschriebenen Beispiel kann der Temperatursensor 18B über einen NTC verfügen. Wie ebenfalls oben beschrieben, kann der Temperatursensor 18B mit einem konstanten Strom (I_Const) angesteuert werden, der von der Stromquelle 20B erzeugt wird. In jedem Fall kann das Temperaturmodul 6B das Spannungssignal an das Schwellenstrommodul 8B ausgeben.
Das Schwellenstrommodul 8B kann zumindest teilweise auf Grundlage des vom Temperaturmodul 6B empfangenen Spannungssignals einen Schwellenstrom bestimmen. Zum Beispiel können, wie oben beschrieben, der Verstärker 22B, der Widerstand 24B und der Transistor 26B das Spannungssignal in einen Strom umwandeln. In einigen Beispielen kann dieser Strom der Schwellenstrom sein. In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul 8B weitere Funktionen am Strom durchführen, um den Schwellenstrom zu bestimmen. In solchen Beispielen kann der Strom, welcher vom Verstärker 22B, vom Widerstand 24B und vom Transistor 26B bestimmt wird, als vorübergehender Schwellenstrom betrachtet werden. In einigen Beispielen kann das Schwellenstrommodul einen oder mehrere Stromspiegel umfassen, die zur vorübergehenden Spiegelung des Schwellenstroms konfiguriert sind, um den Schwellenstrom zu bestimmen. Zum Beispiel kann der erste Stromspiegel 27B den vorübergehenden Schwellenstrom spiegeln und einen zweiten vorübergehenden Schwellenstrom für den dritten Stromspiegel 51 bereitstellen.
Der dritte Stromspiegel 51 kann seinen Eingangsstrom spiegeln, um den Schwellenstrom zu bestimmen. In einigen Beispielen kann der Eingangsstrom des dritten Stromspiegels die Summe des zweiten vorübergehenden Ausgangsstroms des ersten Stromspiegels 27B und des von der Stromquelle 56 bereitgestellten Stroms (d.h. I_Start) sein. Wie oben beschrieben kann der von der Stromquelle 56 bereitgestellte Strom auf der zweiten Temperatur basieren. So kann der Ausgangsstrom des dritten Stromspiegels 51 (d.h. der Schwellenstrom) auf der Temperatur der Leistungsversorgung 12 und einer zweiten Temperatur basieren. In jedem Fall kann das Schwellenstrommodul 8B den Schwellenstrom (I_Temp) an das Stromsteuerungsmodul 10A ausgeben.
Das Stromsteuerungsmodul r kann den Schwellenstrom vom Schwellenstrommodul 8B empfangen und auf Grundlage des Schwellenstroms die in die Last 14 fließende Strommenge anpassen. Wie oben beschrieben gibt die Stromquelle 36 den Referenzstrom I_Ref aus. In einigen Beispielen wie z.B. dem Beispiel in 3 kann der Schwellenstrom negativ sein, sodass der über den Widerstand 38 fließende Strom gemäß unten angeführter Gleichung 2 berechnet werden kann. Weitere Einzelheiten der Funktionsweise des Stromsteuerungsmoduls 10A werden oben unter Bezugnahme auf 2 bereitgestellt. I_R38 = I_Ref – |I_Temp| (2)
4 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Beispielsystems, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzt. Wie in dem Beispiel in 4 dargestellt, kann dieses eine Vorrichtung 4C und eine Last 14 umfassen. Die Vorrichtung 4C, wie im Beispiel in 4 dargestellt, kann ein Temperaturmodul 6B, ein Schwellenstrommodul 8B, ein Stromsteuerungsmodul 10B sowie eine Leistungsversorgung 12 umfassen. Die Eigenschaften und Funktionsweisen des Temperaturmoduls 6B, des Schwellenstrommoduls 8B und der Leistungsversorgung 12 werden oben unter Bezugnahme auf 1–3 beschrieben.
Das Stromsteuerungsmodul 10B kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie das Stromsteuerungsmodul 10 in 1 und/oder das Stromsteuerungsmodul 10A in 2–3 auszuführen. Beispielsweise kann das Stromsteuerungsmodul 10B konfiguriert sein, um die der Last 14 bereitgestellte Strommenge zu steuern. Wie in 4 dargestellt, kann das Stromsteuerungsmodul 10B eine Steuereinheit 40B, einen Treiber 42, einen Eingang 44, einen Transistor 46 und einen Widerstand 48 umfassen. Die Eigenschaften und Funktionsweise des Treibers 42, des Eingangs 44, des Transistors 46 und des Widerstands 48 werden oben unter Bezugnahme auf 1–3 beschrieben.
In einigen Beispielen kann das Stromsteuerungsmodul 10B eine Steuereinheit 40B umfassen, die konfiguriert sein kann, um ein Signal auf Grundlage einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung zu bestimmen. Wie in 4 dargestellt, kann die Steuereinheit 40B eine Stromquelle 50, eine Stromquelle 52, einen Transistor 54, einen Transistor 56 sowie einen Wechselrichter 58 umfassen.
In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40B eine Stromquelle 50 umfassen, die zur Ausgabe eines ersten Vorstroms (I_Bias) konfiguriert sein kann. In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40B eine Stromquelle 52 umfassen, die zur Ausgabe eines zweiten Vorstroms (I_Bias) konfiguriert sein kann. In einigen Beispielen kann der erste Ausgangsvorstrom aus der Stromquelle 50 proportional zum zweiten Ausgansstrom aus der Stromquelle 52 sein. In einigen Beispielen kann der erste Ausgangsvorstrom aus der Stromquelle 50 nicht zum zweiten Ausgangsstrom aus der Stromquelle 52 äquivalent sein.
In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40B einen Transistor 54 umfassen, der zur Steuerung eines Stroms konfiguriert sein kann. Beispielsweise kann der Transistor 54 konfiguriert sein, um in einem „Ein“-Zustand einen Stromfluss zu einem Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 48 und dem Transistor 46 zuzulassen. In einigen Beispielen kann die Steuereinheit 40B einen Transistor 56 umfassen, der zur Steuerung eines Stroms konfiguriert sein kann. Zum Beispiel kann Transistor 56 konfiguriert sein, in einem „Ein“-Zustand einen Stromfluss zu einem Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 48 und der Leistungsversorgung 12 zuzulassen. In einigen Beispielen, z.B. wenn der Transistor 54 und der Transistor 56 Bipolartransistoren (BJTs) sind, kann der Transistor 56 über eine größere Emitterfläche als Transistor 54 verfügen. Beispielsweise kann der Transistor 56 eine Emitterfläche besitzen, die 2x, 4x, 6x, 8x die Emitterfläche des Transistors 54 beträgt. In einem anderen Beispiel kann der Transistor 56 mehrere Transistoren umfassen, die eine gemeinsame Emitterfläche besitzen, die 2x, 4x, 6x, 8x die Emitterfläche des Transistors 54 beträgt. So können der Transistor 54 und der Transistor 56 einen inhärenten Spannungsunterschied erzeugen, der als delta V_be bezeichnet werden kann. In einigen Beispielen, z.B. wenn es sich bei Transistor 54 und Transistor 56 um Metalloxid-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) handelt, kann das Verhältnis zwischen Breite und Länge (W/L) des Transistors 56 größer sein als das W/L-Verhältnis des Transistors 54. So können der Transistor 54 und der Transistor 56 einen inhärenten Spannungsunterschied erzeugen, der als delta V_gs bezeichnet werden kann.
Gemäß eines oder mehrerer Verfahren dieser Offenbarung kann die Vorrichtung 4C den der Last 14 bereitgestellten Stromfluss zumindest teilweise auf Grundlage eines Temperaturwerts begrenzen. Zu einem ersten Zeitpunkt kann der Treiber 42 als Reaktion auf den Empfang eines Signals über Eingang 44 ein Signal an die Leistungsversorgung 12 ausgeben, das bewirkt, dass die Leistungsversorgung 12 Strom der Last 14 bereitstellt. Sobald sie beginnt, Strom von der Leistungsversorgung 12 zu empfangen, kann die Last 14 Energie erhalten und einen Einschaltstromstoß erfahren. In einigen Beispielen, in denen z.B. die Last 14 eine oder mehrere Licht emittierende Vorrichtungen umfasst, kann die Einschaltstrommenge größer als eine von der Last 14 in einem statischen Zustand gezogene Strommenge sein. Darüber hinaus kann die Temperatur der Leistungsversorgung 12 aufgrund dessen, dass sie Strom der Last 14 bereitstellt, zu steigen beginnen.
Der Temperatursensor 18B des Temperaturmoduls 6B kann ein Signal an das Schwellenstrommodul 8B ausgeben, das proportional zur Temperatur der Leistungsversorgung 12 ist. Das Schwellenstrommodul 8B kann das Signal empfangen, einen Schwellenstrom (d.h. I_Temp) auf Grundlage des Signals bestimmen und den bestimmten Schwellenstrom an das Stromsteuerungsmodul 10B ausgeben.
Das Stromsteuerungsmodul 10B kann den Schwellenstrom vom Schwellenstrommodul 8B empfangen und auf Grundlage des Schwellenstroms die in die Last 14 fließende Strommenge anpassen. Beispielsweise kann der Strom I_Temp vom Ausgangsstrom aus der Stromquelle 50 (d.h. I_Bias) subtrahiert werden, sodass der über den Transistor 54 fließende Strom um den Wert von I_Temp vermindert ist. Dadurch, dass der Kollektorstrom des Transistors 54 vermindert ist, kann wiederum eine Reduktion des Spannungsabfalls über den Transistor 54 bewirkt werden. Darüber hinaus kann der inhärente Spannungsunterschied (z.B. delta V_be) des Transistorenpaars (d.h. Transistor 54 und Transistor 56) ebenfalls vermindert werden, sodass der Stromstärkepegel, bei dem die Steuereinheit 40B den in die Last 14 fließenden Strom ausschaltet oder begrenzt, sinkt, wenn der Wert von I_Temp steigt. Anders gesagt, wenn der Wert von I_Temp steigt, wird die Stromdetektion bei niedrigeren Strömen durch die Last 14 aktiviert.
5 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines weiteren Beispielsystems darstellt, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzt. Wie im Beispiel in 5 dargestellt kann dieses eine Vorrichtung 4D und eine Last 14 umfassen. Die Vorrichtung 4D kann, wie im Beispiel in 5 dargestellt, ein Temperaturmodul 6D, ein Schwellenstrommodul 8D, ein Stromsteuerungsmodul 10A sowie eine Leistungsversorgung 12 umfassen.
Das Temperaturmodul 6D kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie das Temperaturmodul in 1 auszuführen. Beispielsweise kann das Temperaturmodul 6D konfiguriert sein, um die Temperatur einer oder mehrerer Komponenten der Vorrichtung 4D zu bestimmen. Wie im Beispiel in 5 dargestellt, umfasst das Temperaturmodul 6D einen Temperatursensor 64, der zur Messung der Temperatur der Leistungsversorgung 12 konfiguriert sein kann. Wie oben beschrieben kann das Temperaturmodul 6D entweder über einen NTC oder über einen PTC verfügen. Ebenso kann der Temperatursensor 64 entweder über einen NTC oder über einen PTC verfügen.
In einigen Beispielen kann der Spannungsabfall über den Temperatursensor 64 proportional zur Temperatur der Leistungsversorgung 12 sein.
Das Schwellenstrommodul 8D kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie das Schwellenstrommodul 8 in 1 auszuführen. Beispielsweise kann das Schwellenstrommodul 8D konfiguriert sein, um zumindest auf Grundlage der vom Temperaturmodul 6D empfangenen Temperatur einen Schwellenstrom zu bestimmen. Wie in 5 dargestellt, kann das Schwellenstrommodul 8D eine Spannungsquelle 60, einen Verstärker 62 und einen Transistor 66 umfassen.
Das Schwellenstrommodul 8D kann eine Spannungsquelle 60 umfassen, die zur Ausgabe eines Spannungssignals konfiguriert ist. In einigen Beispielen kann die Spannungsquelle 60 eine Bandlücken-Spannungsreferenz sein, die zur Ausgabe eines konstanten Spannungspegels konfiguriert sein kann, der unabhängig von der Betriebstemperatur ist. Die Spannungsquelle 60 kann konfiguriert sein, um das Spannungssignal an eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung 4D wie z.B. den Verstärker 62 auszugeben.
Das Schwellenstrommodul 8D kann den Verstärker 62 umfassen, der gemeinsam mit dem Transistor 66 konfiguriert sein kann, um einen Strom als Funktion zweier Eingangssignale zu bestimmen. Zum Beispiel können der Verstärker 62 und der Transistor 66 einen Strom als Funktion der von der Spannungsquelle 60 empfangenen Spannung sowie des vom Temperaturmodul 6D empfangenen Spannungssignals steuern.
Das Stromsteuerungsmodul 10A kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie das Stromsteuerungsmodul 10A in 1–3 auszuführen. Beispielsweise kann das Stromsteuerungsmodul 10A zur Steuerung der der Last 14 bereitgestellten Strommenge konfiguriert sein.
Die Leistungsversorgung 12 kann konfiguriert sein, um ähnliche Funktionen wie die Leistungsversorgung 12 in 1–4 auszuführen. Beispielsweise kann die Leistungsversorgung 12 konfiguriert sein, um Strom der Last 14 bereitzustellen (z.B. auf Grundlage eines vom Treiber 42 des Stromsteuerungsmoduls 10A empfangenen Signals).
Gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung kann die Vorrichtung 4D die der Last 14 bereitgestellte Strommenge zumindest teilweise auf Grundlage eines Temperaturwerts begrenzen. Zu einem ersten Zeitpunkt kann der Treiber 42 als Reaktion auf den Empfang eines Signals über den Eingang 44 ein Signal an die Leistungsversorgung 12 ausgeben, das bewirkt, dass die Leistungsversorgung 12 Strom der Last 14 bereitstellt. Sobald sie beginnt, Strom von der Leistungsversorgung 12 zu empfangen, kann die Last 14 Strom führen und einen Einschaltstromstoß erfahren. In einigen Beispielen, in denen z.B. die Last 14 eine oder mehrere Licht emittierende Vorrichtungen umfasst, kann die Einschaltstrommenge größer als eine von der Last 14 in einem statischen Zustand gezogene Strommenge sein. Darüber hinaus kann die Temperatur der Leistungsversorgung 12 aufgrund dessen, dass sie Strom der Last 14 bereitstellt, zu steigen beginnen.
Der Temperatursensor 64 des Temperaturmoduls 6D kann ein Signal an das Schwellenstrommodul 8D ausgeben, das proportional zur Temperatur der Leistungsversorgung 12 ist. Das Schwellenstrommodul 8D kann das Signal empfangen, einen Schwellenstrom (d.h. I_Temp) auf Basis des Signals bestimmen und den bestimmten Schwellenstrom an das Stromsteuerungsmodul 10A ausgeben.
Das Stromsteuerungsmodul 10A kann den Schwellenstrom vom Schwellenstrommodul 8D empfangen und die in die Last 14 fließenden Strommenge auf Grundlage des Schwellenstroms anpassen. Weitere Einzelheiten der Funktionsweise des Stromsteuerungsmoduls 10A werden oben unter Bezugnahme auf 1–4 bereitgestellt.
6 ist ein Graph, der Beispielsignale eines Beispielsystems darstellt, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzt. Wie in 6 dargestellt, kann der Graph 500 eine horizontale Achse umfassen, welche die Temperatur darstellt, wobei eine Kurve 502 ein erstes Stromsignal, eine Kurve 504 ein zweites Stromsignal und eine Kurve 506 ein drittes Stromsignal darstellt. In einigen Beispielen kann das erste Stromsignal einen Schwellenstrom darstellen, der keine Funktion der Temperatur ist. In einigen Beispielen kann das zweite Stromsignal ein auf Grundlage einer Temperatur berechneter Schwellenstrom sein, wie z.B. der vom Schwellenstrommodul 8 in 1, vom Schwellenstrommodul 8A in 2, vom Schwellenstrommodul 8B in 3–4 und/oder vom Schwellenstrommodul 8D in 5 bestimmte Schwellenstrom. In einigen Beispielen kann das dritte Stromsignal die von einer Leistungsversorgung einer Last bereitgestellte Strommenge sein, z.B. die von der Leistungsversorgung 12 der Vorrichtung 4 der Last 14 in 1–5 bereitgestellte Strommenge.
7A–7B sind Graphen, die Beispielsignale eines Beispielsystems darstellen, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzt. Wie in 7A dargestellt, kann der Graph 600 eine horizontale Achse umfassen, welche die Temperatur darstellt, wobei eine Kurve 604 ein erstes Stromsignal darstellt und eine Kurve 606 ein zweites Stromsignal darstellt. In einigen Beispielen kann das erste Stromsignal ein auf Grundlage einer Temperatur bestimmter Schwellenstrom sein, wie z.B. der vom Schwellenstrommodul 8 in 1, vom Schwellenstrommodul 8A in 2, vom Schwellenstrommodul 8B in 3–4 und/oder vom Schwellenstrommodul 8D in 5 bestimmte Schwellenstrom. In einigen Beispielen kann das zweite Stromsignal ein auf Grundlage einer Temperatur bestimmter Schwellenstrom sein, wie z.B. der vom Schwellenstrommodul 8 in 1, vom Schwellenstrommodul 8A in 2, vom Schwellenstrommodul 8B in 3–4 und/oder vom Schwellenstrommodul 8D in 5 bestimmte Schwellenstrom. Wie das erste Stromsignal zeigt, kann der Schwellenstrom in einigen Beispielen als kontinuierliche Funktion einer Temperatur bestimmt werden. Zum Beispiel kann das zweite Stromsignal von einer analogen Implementierung des Schwellenstrommoduls 8 bestimmt werden. Wie das zweite Stromsignal zeigt, kann der Schwellenstrom in einigen Beispielen als schrittweise Funktion der Temperatur bestimmt werden. Beispielsweise kann das zweite Stromsignal von einer digitalen Implementierung des Schwellenstrommoduls 8 bestimmt werden.
8 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Funktionen eines Beispielsystems darstellt, das die einer Last bereitgestellte Strommenge gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung begrenzt. Rein zum Zweck der Veranschaulichung werden die Beispielfunktionen unten im Kontext der Vorrichtung 4, wie in 1 dargestellt, sowie der Vorrichtungen 4A–4D, wie jeweils in 2–5 dargestellt, beschrieben.
Gemäß einem oder mehreren Verfahren dieser Offenbarung kann das Temperaturmodul 6 der Vorrichtung 4 eine Temperatur einer Vorrichtung wie z.B. der Leistungsversorgung 12 bestimmen, die eine an eine Last 14 fließende Strommenge steuert (802). Wie oben beschrieben kann das Temperaturmodul 6 ein Spannungssignal ausgeben, das proportional zur gemessenen Temperatur ist. Beispielsweise kann der Temperatursensor 18A des Temperaturmoduls 6A die Temperatur der Leistungsversorgung 12 in 2 bestimmen und das entsprechende Spannungssignal an den Verstärker 22A des Schwellenstrommoduls 8A ausgeben.
Das Schwellenstrommodul 8 kann auf Grundlage der bestimmten Temperatur der Vorrichtung einen Schwellenstrom bestimmen (804). Wie oben beschrieben kann das Schwellenstrommodul 8 den Schwellenstrom durch die Umwandlung des vom Temperaturmodul 6 empfangenen Spannungssignals in ein Stromsignal (z.B. I_Temp) bestimmen. Zum Beispiel können der Verstärker 22A, der Widerstand 24A und der Transistor 26A des Schwellenstrommoduls 8A der Vorrichtung 4A ein vom Temperaturmodul 6A empfangenes Spannungssignal in ein Stromsignal umwandeln. In einigen Beispielen kann die Vorrichtung 4 einen oder mehrere Stromspiegel umfassen, die zur Spiegelung des umgewandelten Stromsignals konfiguriert sind. Beispielsweise umfasst die Vorrichtung 4A in dem in 2 dargestellten Beispiel einen ersten Stromspiegel 27A und einen zweiten Stromspiegel 31A. Ferner umfasst beispielsweise die Vorrichtung 4B in dem in 3 dargestellten Beispiel einen ersten Stromspiegel 27B und einen dritten Stromspiegel 51.
Als Reaktion auf die Feststellung, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, kann das Stromsteuerungsmodul 10 die in die Last fließende Strommenge anpassen (806). Wie oben beschrieben kann die Steuereinheit 40 des Stromsteuerungsmoduls 10 eine erste Spannung, entsprechend dem in die Last 14 fließenden Strom (d.h. die Spannung an dem Widerstand 48), mit einer zweiten Spannung vergleichen, die dem Schwellenstrom entspricht (d.h. die Spannung an dem Widerstand 38), um festzustellen, ob die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist.
Beispiel 1. Verfahren, umfassend: Bestimmung einer Temperatur einer Vorrichtung, die eine in eine Last fließende Strommenge steuert, mit einem Temperatursensor; Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung; und, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, Anpassung der in die Last fließenden Strommenge.
Beispiel 2. Verfahren nach Beispiel 1, worin die Anpassung der in die Last fließenden Strommenge umfasst: Begrenzung der in die Last fließenden Strommenge auf den Schwellenstrom.
Beispiel 3. Verfahren nach jeglicher Kombination der Beispiele 1–2, worin die Anpassung der in die Last fließenden Strommenge umfasst: Deaktivierung der Last.
Beispiel 4. Verfahren nach jeglicher Kombination der Beispiele 1–3, worin der Temperatursensor ein erster Temperatursensor ist und das Verfahren ferner umfasst: Bestimmung einer Umgebungstemperatur mit einem zweiten Temperatursensor, worin die Bestimmung des Schwellenstroms umfasst: Bestimmung des Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung und der Umgebungstemperatur.
Beispiel 5. Verfahren nach jeglicher Kombination der Beispiele 1–4, worin die Bestimmung der Temperatur der Vorrichtung umfasst: Versorgung einer Halbleitervorrichtung mit einem konstanten Strom, sodass der daraus resultierende Spannungsabfall über der Halbleitervorrichtung der Temperatur der Vorrichtung entspricht, worin die Halbleitervorrichtung ein Bipolartransistor, ein Widerstand oder eine Diode ist, und worin die Bestimmung des Schwellenstroms umfasst: Bestimmung eines vorübergehenden Schwellenstroms auf Grundlage des resultierenden Spannungsabfalls; und Spiegelung des vorübergehenden Schwellenstroms mit einem oder mehreren Stromspiegeln, um den Schwellenstrom zu erzeugen.
Beispiel 6. Verfahren nach jeglicher Kombination der Beispiele 1–5, worin die Bestimmung des Schwellenstroms umfasst: Bestimmung des Schwellenstroms auf Grundlage des Schwellenstroms und einer Temperaturschwelle, sodass die in die Last fließende Strommenge nicht angepasst wird, wenn die Temperatur der Vorrichtung unter der Temperaturschwelle liegt.
Beispiel 7. Verfahren nach jeglicher Kombination der Beispiele 1–6, worin die Bestimmung des Schwellenstroms auf Grundlage des Schwellenstroms und der Temperaturschwelle umfasst: Bestimmung eines vorübergehenden Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung; und Subtraktion eines Anfangsstroms vom vorübergehenden Schwellenstrom, um den Schwellenstrom zu bestimmen, worin der Einschaltstrom auf der Temperaturschwelle basiert.
Beispiel 8. Verfahren nach jeglicher Kombination der Beispiele 1–7, worin die in die Last fließende Strommenge bei Aktivierung der Last zu einem ersten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, worin die Temperatur der Vorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, und worin der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt stattfindet.
Beispiel 9. Verfahren nach jeglicher Kombination der Beispiele 1–8, worin die Vorrichtung ein Leistungstransistor ist.
Beispiel 10. Verfahren, umfassend: eine Vorrichtung, die zur Steuerung einer in eine Last fließenden Strommenge konfiguriert ist; ein Temperaturmodul, das zur Bestimmung einer Temperatur der Vorrichtung konfiguriert ist; ein Schwellenstrommodul, das zur Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung konfiguriert ist; sowie ein Stromsteuerungsmodul, das konfiguriert ist, um die in die Last fließende Strommenge als Reaktion auf die Feststellung, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, anzupassen.
Beispiel 11. System nach Beispiel 10, worin die Anpassung der in die Last fließenden Strommenge umfasst: Begrenzung der in die Last fließenden Strommenge auf den Schwellenstrom.
Beispiel 12. System nach jeglicher Kombination der Beispiele 10–11, worin das Stromsteuerungsmodul konfiguriert ist, um die in die Last fließende Strommenge anzupassen, zumindest indem: die Last deaktiviert wird.
Beispiel 13. System nach jeglicher Kombination der Beispiele 10–12, worin das Temperaturmodul ein erstes Temperaturmodul ist und das System ferner umfasst: ein zweites Temperaturmodul, das zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur konfiguriert ist, worin das Schwellenstrommodul konfiguriert ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem: der Schwellenstrom auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung und der Umgebungstemperatur bestimmt wird.
Beispiel 14. System nach jeglicher Kombination der Beispiele 10–13, worin das Temperaturmodul umfasst: eine Halbleitervorrichtung, die mit einem konstanten Strom versorgt wird, sodass ein daraus resultierender Spannungsabfall über der Halbleitervorrichtung proportional zur Temperatur der Vorrichtung ist, worin die Halbleitervorrichtung ein Bipolartransistor, ein Widerstand oder eine Diode ist, und worin das Schwellenstrommodul konfiguriert ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem: ein vorübergehender Schwellenstrom auf Grundlage des resultierenden Spannungsabfalls bestimmt wird; und der vorübergehende Schwellenstrom mit einem oder mehreren Stromspiegeln des Schwellenstrommoduls gespiegelt wird, um den Schwellenstrom zu erzeugen.
Beispiel 15. System nach jeglicher Kombination der Beispiele 10–14, worin das Schwellenstrommodul konfiguriert ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem: der Schwellenstrom auf Grundlage des Schwellenstroms und einer Temperaturschwelle bestimmt wird, sodass das Stromsteuerungsmodul die in die Last fließende Strommenge nicht anpasst, wenn die Temperatur der Vorrichtung unter der Temperaturschwelle liegt.
Beispiel 16. System nach jeglicher Kombination der Beispiele 10–15, worin das Schwellenstrommodul konfiguriert ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem: ein vorübergehender Schwellenstrom auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung bestimmt wird; und ein Anfangsstrom vom vorübergehenden Schwellenstrom subtrahiert wird, um den Schwellenstrom zu bestimmen, worin der Anfangsstrom auf der Temperaturschwelle basiert.
Beispiel 17. System nach jeglicher Kombination der Beispiele 10–16, worin die in die Last fließende Strommenge bei Aktivierung der Last zu einem ersten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, worin die Temperatur der Vorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, und worin der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt stattfindet.
Beispiel 18. System nach jeglicher Kombination der Beispiele 10–17, worin die Vorrichtung ein Leistungstransistor ist.
Beispiel 19. System, umfassend: eine Mittel zur Steuerung einer an eine Last fließenden Strommenge; eine Mittel zur Bestimmung einer Temperatur der Steuermittel; eine Mittel zur Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Steuermittel; sowie eine Mittel zur Anpassung der in die Last fließenden Strommenge als Reaktion auf das Bestimmen, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist.
Beispiel 20. System nach Beispiel 19, worin die Vorrichtung zur Anpassung eine Vorrichtung zur Deaktivierung der Last umfasst.
Beispiel 21. System nach Beispiel 19, das ferner eine Vorrichtung zur Durchführung jeglicher Kombinationen der Verfahren der Beispiele 1–9 umfasst.
Die in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise als Hardware, Software, Firmware oder jegliche Kombination davon implementiert werden. Beispielsweise können verschiedene Aspekte der beschriebenen Verfahren in einem oder mehreren Prozessoren einschließlich eines oder mehrerer Miniprozessoren, digitalen Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) oder jeglichen anderen äquivalenten integrierten Schaltungen oder diskreten Logikschaltungen sowie jeglichen Kombinationen solcher Komponenten umgesetzt werden. Der Begriff „Prozessor“ oder „Prozessorschaltkreis“ kann sich im Allgemeinen auf jeden der vorangehenden logischen Schaltkreise, entweder im Einzelnen oder in Kombination mit anderen logischen Schaltkreisen, oder jegliche andere äquivalente Schaltkreise beziehen. Eine Steuereinheit, die Hardware umfasst, kann ebenfalls eine oder mehrere Verfahren dieser Offenbarung durchführen.
Solche Hardware, Software und Firmware kann innerhalb derselben Vorrichtung oder in separaten Vorrichtungen implementiert werden, um die verschiedenen, in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zu unterstützen. Darüber hinaus kann jede/s der beschriebenen Einheiten, Module oder Komponenten gemeinsam oder separat als diskrete, aber kompatible Logikvorrichtungen implementiert werden. Die Darstellung verschiedener Funktionen als Module oder Einheiten soll verschiedene funktionale Aspekte hervorheben und impliziert nicht zwangsweise, dass solche Module oder Einheiten mit separaten Hardware-, Firmware- oder Softwarekomponenten realisiert werden müssen. Vielmehr kann die Funktionalität, die mit einem oder mehreren Modulen oder einer oder mehreren Einheiten assoziiert wird, von separaten Hardware-, Firmware- oder Softwarekomponenten durchgeführt werden, oder in gemeinsamen oder separaten Hardware-, Firmware oder Softwarekomponenten integriert werden.
Die in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren können auch in einem Fabrikat enthalten oder kodiert sein, das ein computerlesbares Speichermedium mit kodierten Anweisungen umfasst. Anweisungen, die in einem Fabrikat, das ein computerlesbares Speichermedium umfasst, enthalten oder kodiert sind, können bewirken, dass einer oder mehrere programmierbare Prozessoren oder andere Prozessoren eine oder mehrere der hierin beschriebenen Verfahren implementieren, z.B. wenn Anweisungen, die in dem computerlesbaren Speichermedium enthalten oder kodiert sind, von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Computerlesbare Speichermedien können Direktzugriffsspeicher (RAM), Festwertspeicher (ROM), programmierbare Festwertspeicher (PROM), löschbare programmierbare Festwertspeicher (EPROM), elektronisch löschbare programmierbare Festwertspeicher (EEPROM), Flash-Speicher, eine Festplatte, eine CD-ROM, eine Diskette, eine Kassette, magnetische Speichermedien, optische Speichermedien oder andere computerlesbare Medien umfassen. In einigen Beispielen kann ein Fabrikat ein oder mehrere computerlesbare Speichermedien umfassen.
In einigen Beispielen kann ein computerlesbares Speichermedium ein nichtflüchtiges Medium umfassen. Der Begriff „nichtflüchtig“ kann anzeigen, dass das Speichermedium nicht in eine Trägerwelle oder einem fortgepflanzten Signal eingebettet ist. In manchen Beispielen kann ein nichtflüchtiges Speichermedium Daten speichern, die sich mit der Zeit ändern können (z.B. in einem RAM oder Pufferspeicher).
Verschiedene Aspekte wurden in dieser Offenbarung beschrieben. Diese und andere Aspekte liegen innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche.

Claims

Verfahren, umfassend: – Bestimmung einer Temperatur einer Vorrichtung, die eine in eine Last fließende Strommenge steuert, mit einem Temperatursensor; – Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung und – Anpassung der in die Last fließenden Strommenge als Reaktion auf die Bestimmung, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Anpassung der in die Last fließenden Strommenge umfasst: – Begrenzung der in die Last fließenden Strommenge auf den Schwellenstrom.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anpassung der in die Last fließenden Strommenge umfasst: – Deaktivierung der Last.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Temperatursensor ein erster Temperatursensor ist, wobei das Verfahren ferner umfasst: – Bestimmung einer Umgebungstemperatur mit einem zweiten Temperatursensor, wobei die Bestimmung des Schwellenstroms umfasst: – Bestimmung des Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung und der Umgebungstemperatur.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bestimmung der Temperatur der Vorrichtung umfasst: – Versorgung einer Halbleitervorrichtung mit einem konstanten Strom, so dass ein daraus resultierender Spannungsabfall an der Halbleitervorrichtung der Temperatur der Vorrichtung entspricht, wobei die Halbleitervorrichtung einen Bipolartransistor, einen Widerstand oder eine Diode umfasst, wobei die Bestimmung des Schwellenstroms umfasst: – Bestimmung eines vorübergehenden Schwellenstroms auf Grundlage des resultierenden Spannungsabfalls; und – Spiegelung des vorübergehenden Schwellenstroms mit einem oder mehreren Stromspiegeln, um den Schwellenstrom zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bestimmung des Schwellenstroms umfasst: – Bestimmung des Schwellenstroms auf Grundlage des Schwellenstroms und einer Temperaturschwelle, so dass die in zu der Last fließende Strommenge nicht angepasst wird, falls die Temperatur der Vorrichtung unter der Temperaturschwelle liegt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Bestimmung des Schwellenstroms auf Grundlage des Schwellenstroms und einer Temperaturschwelle umfasst: – Bestimmung eines vorübergehenden Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung; sowie – Subtraktion eines Anfangsstroms von dem vorübergehenden Schwellenstrom, um den Schwellenstrom zu bestimmen, wobei der Anfangsstrom auf der Temperaturschwelle basiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die in die Last fließende Strommenge bei Aktivierung der Last zu einem ersten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, wobei die Temperatur der Vorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, und wobei der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt stattfindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vorrichtung aus einer Gruppe gewählt wird, die aus einem Leistungstransistor, einem Thyristor, einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), und einem Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttansistor (MOSFET) besteht.
System, umfassend: – eine Vorrichtung, die zur Steuerung einer in eine Last fließenden Strommenge eingerichtet ist; – ein Temperaturmodul, das zur Bestimmung einer Temperatur der Vorrichtung eingerichtet ist; – ein Schwellenstrommodul, das zur Bestimmung eines Schwellenstroms auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung eingerichtet ist und – ein Stromsteuerungsmodul, das eingerichtet ist, als Reaktion auf die Bestimmung, dass die in die Last fließende Strommenge größer als der Schwellenstrom ist, die in die Last fließende Strommenge anzupassen.
System nach Anspruch 10, bei dem die Anpassung der in die Last fließenden Strommenge umfasst: – Begrenzung der in die Last fließenden Strommenge auf den Schwellenstrom.
System nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem das Stromsteuerungsmodul eingerichtet ist, um die in die Last fließende Strommenge anzupassen, zumindest indem: – die Last deaktiviert wird.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem das Temperaturmodul ein erstes Temperaturmodul ist, wobei das System ferner umfasst: – ein zweites Temperaturmodul, das zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur eingerichtet ist, wobei das Schwellenstrommodul eingerichtet ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem: – der Schwellenstrom auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung und der Umgebungstemperatur bestimmt wird.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem das Temperaturmodul umfasst: – eine Halbleitervorrichtung, die mit einem konstanten Strom versorgt wird, so dass ein daraus resultierender Spannungsabfall an der Halbleitervorrichtung der Temperatur der Vorrichtung entspricht, wboei die Halbleitervorrichtung einen Bipolartransistor, einen Widerstand oder eine Diode umfasst, und wobei das Schwellenstrommodul eingerichtet ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem: – ein vorübergehender Schwellenstrom auf Grundlage des resultierenden Spannungsabfalls bestimmt wird; und – der vorübergehende Schwellenstrom von einem oder mehreren Stromspiegeln des Schwellenstrommoduls gespiegelt wird, um den Schwellenstrom zu erzeugen.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem das Schwellenstrommodul eingerichtet ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem: – der Schwellenstrom auf Grundlage des Schwellenstroms und einer Temperaturschwelle bestimmt wird, sodass das Stromsteuerungsmodul die in die Last fließende Strommenge nicht anpasst, wenn die Temperatur der Vorrichtung unter der Temperaturschwelle liegt.
System nach Anspruch 15, bei dem das Schwellenstrommodul eingerichtet ist, um den Schwellenstrom zu bestimmen, zumindest indem: – ein vorübergehender Schwellenstrom auf Grundlage der Temperatur der Vorrichtung bestimmt wird; und – ein Anfangsstrom vom vorübergehenden Schwellenstrom subtrahiert wird, um den Schwellenstrom zu bestimmen, wobei der Anfangsstrom auf der Temperaturschwelle basiert.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei dem die in die Last fließende Strommenge bei Aktivierung der Last zu einem ersten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, wobei die Temperatur der Vorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt einen Maximalwert erreicht, und wobei der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt stattfindet.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 17, bei dem die Vorrichtung aus einer Gruppe gewählt ist umfassend einen Leistungstransistor, einen Thyristor, einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), und einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttansistor (MOSFET).