CN102904555B - 具有温度保护电子开关的电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有温度保护电子开关的电路。可以使用一种方法以用于驱动集成在半导体本体中的电子开关。测量在半导体本体的第一位置处的第一温度。检测半导体本体中的温度传播。当在第一位置处的温度上升到第一阈值以上时关断所述电子开关，第一阈值是根据所检测到的温度传播来设置的。

Description

具有温度保护电子开关的电路

技术领域

本发明的实施例涉及具有温度保护电子开关的电子电路以及用于驱动电子开关的方法。

背景技术

诸如MOSFET、IGBT或其他类型的晶体管之类的电子开关被广泛地用作对电负载（比如电动机、灯、磁阀等等）进行开关的电子开关。在这些应用中，电子开关与负载串联连接，其中具有电子开关和负载的串联电路被连接在电源端子之间。可以通过接通及关断电子开关来接通及关断负载。

通常，电子开关的导通电阻（其是导通状态中电子开关的电阻）低于负载的电阻，因此在正常操作状态中，当电子开关被接通时，电子开关两端的电压降显著低于负载两端的电压降。然而，当在负载中存在短路并且当电子开关处于导通状态时，电子开关两端的电压降增大，并且在电子开关中耗散的电功率增大。耗散的功率的增大导致电子开关的温度升高。

根据用于保护电子开关免受损坏的第一种方法，可以检测电子开关中的温度，并且可以在所述温度达到给定温度阈值时关断所述电子开关。

根据第二种方法，可以测量电子开关中的第一温度和远离电子开关的第二温度，并且可以在这两个温度之间的差达到给定温度差阈值时关断所述电子开关。第一和第二种方法这二者可以被一起应用。

需要对于电子开关的改进的温度保护。

发明内容

根据第一方面，公开了一种电子电路。所述电子电路包括集成在半导体本体（body）中并且具有控制端子的电子开关。所述电子开关还包括耦合到控制端子并且包括热保护电路的驱动电路。所述热保护电路包括第一温度传感器，其具有位于所述半导体本体上的第一位置的第一传感器元件，其中第一温度传感器被配置成提供代表在第一位置处的温度的第一温度信号。所述热保护电路还包括温度传播检测电路，其被配置成检测所述半导体本体中的温度传播并且被配置成提供温度传播信号，其中所述热保护电路被配置成当在第一位置处的温度上升到第一阈值以上时关断所述电子开关，并且其中第一阈值取决于所述温度传播信号。

根据第二方面，公开了一种用于驱动集成在半导体本体中的电子开关的方法。所述方法包括：测量在半导体本体的第一位置处的第一温度；检测半导体本体中的温度传播；以及当在第一位置处的温度上升到第一阈值以上时关断所述电子开关。第一阈值是根据所检测到的温度传播来设置的。

附图说明

现在将参照附图解释实例。附图用来说明基本原理，因此只示出对于理解基本原理所必需的方面。附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。

图1示出具有电子开关和驱动电路的电子电路；

图2示意性地示出其中实施了电子开关的半导体本体的顶视图，并且示出用于温度测量的第一和第二位置；

图3示出根据本发明的第一实施例的温度保护方法的方法步骤，其包括检测半导体本体中的温度传播；

图4示出用于检测温度传播的方法步骤；

图5示出包括热保护电路的驱动电路的一个实施例；

图6示出根据驱动电路的输入信号并且根据热保护信号来驱动电子开关的第一实施例；

图7示出根据驱动电路的输入信号并且根据热保护信号来驱动电子开关的第二实施例；

图8示出热保护电路的第一实施例；

图9示意性地示出其中实施了电子开关的半导体本体的顶视图，并且示出用于温度测量的第一、第二和第三位置；

图10示出热保护电路的第二实施例；以及

图11示出热保护电路的另一实施例。

具体实施方式

图1示出具有电子开关1和被配置成驱动电子开关1的驱动电路2的电子电路。电子开关1具有负载路径和控制端子，其中所述控制端子被连接到驱动电路2的输出并且从驱动电路2接收驱动信号S_DRV。在图1所示的电子电路中，电子开关1被实施为MOSFET，具体而言被实施为n型MOSFET。MOSFET具有漏极和源极端子以及栅极端子。栅极端子是MOSFET的控制端子，并且MOSFET的负载路径在漏极与源极端子之间延伸。应当注意，将电子开关1实施为n型MOSFET仅仅是实例。电子开关1也可以被实施为另一类型的MOSFET，比如p型MOSFET，或者电子开关1可以被实施为另一类型的晶体管，比如IGBT、JFET或BJT。

电子开关1可以被采用作为对电负载Z（比如电动机、灯、致动器（actor）等等）进行开关的开关。出于说明的目的，在图1中也（用虚线）示出负载Z。负载Z与电子开关1的负载路径串联连接，其中具有电子开关1和负载Z的串联电路被连接在用于正供电电位V+与负供电电位或参考电位GND的供电端子之间。在图1所示的实施例中，电子开关1被连接在低侧配置中，这意味着电子开关1被连接在负载Z与用于参考电位GND的端子之间。然而，这仅仅是实例。电子开关1也可以被连接在高侧配置中。

驱动电路2被配置成根据输入信号S_IN来接通及关断电子开关1，其中当电子开关1处于导通状态（被接通）时负载Z被接通，并且当电子开关1处于断开状态（被关断）时负载Z被关断。当电子开关1被接通并且当负载Z处于正常（无故障）操作中时，在供电端子之间可用的供电电压主要在负载Z两端下降。然而，当电子开关1处于导通状态并且在负载Z中存在短路时，供电电压主要在电子开关1的负载路径两端下降。在这种情况下，在电子开关1中耗散大量电功率，这导致电子开关1的温度升高。

驱动电路2包括热保护电路，其将在下文被更详细地解释。该热保护电路被配置成保护电子开关1免于过热。将参照图2和3解释所述热保护电路所采用的温度保护方法的第一实施例。

图2示意性地示出其中集成了电子开关1的半导体本体（半导体芯片、半导体管芯）100的顶视图。半导体本体100包括第一有源（active）区11，其中集成了电子开关1的有源区，比如本体、源极和漏极区。半导体本体100还包括外部区12，其是半导体本体100的与有源区11相邻的区域。外部区12可以包括逻辑电路，比如驱动电路2或者驱动电路2的部分。图2中的P1、P2表示半导体本体100上的第一和第二位置。第一位置P1被布置在有源区11内，以及第二位置P2被布置在外部区12内并且远离有源区11。

参照图3，所述温度保护方法包括：测量在第一位置P1处的第一温度T1（方法步骤210），以及当第一温度T1高于温度阈值时关断电子开关1（方法步骤220）。所述方法还包括：检测半导体本体100中的温度传播（方法步骤230），具体而言是在半导体本体100的外部区12中，以及根据所检测到的温度传播提供所述温度阈值（方法步骤240）。

参照图4，检测半导体本体100中的温度传播的方法步骤230可以包括：测量在第二位置P2处的第二温度T2（方法步骤221），以及评估第一温度T1与第二温度T2之间的温度差。第一和第二位置P1、P2之间的温度差是对于半导体本体100中的温度传播的量度（measure）。例如当在负载Z中发生短路时（参见图1），在处于电子开关1的有源区11内的第一位置P1处的温度将快速地升高。在发生短路与在第一位置P1处温度的升高之间的延迟时间例如处于几微秒（μs）的范围内，比如在5μs与15μs之间。半导体本体100具有影响从有源区11（其中能量被耗散）到外部区12中的热或温度传播的热阻抗。由于第二位置P2被布置成远离有源区11，因此在负载中发生短路与在第二位置P2处的温度开始升高的时间之间的延迟时间长于在第一位置P1处的延迟时间。因此，在发生短路时，在第一和第二温度T1、T2之间存在高的温度差。第一和第二温度T1、T2的该温度差是对于半导体本体100中的温度传播的量度。根据一个实施例，所述温度阈值取决于第一和第二温度T1、T2之间的第一温度差dT1。温度阈值与温度差dT1的相关性例如使得存在该温度差dT1的至少一个温度差范围，在该范围内所述温度阈值随着温度差dT1的增大而减小。

图5示出驱动电路2的第一实施例。根据图5的驱动电路2接收输入信号S_IN，提供驱动信号S_DRV，并且包括热保护电路3。热保护电路3被配置成提供热保护信号S_TP，其中驱动电路2被配置成根据输入信号S_IN并且根据热保护信号S_TP来生成驱动信号S_DRV。当热保护信号S_TP表明在第一位置P1处的第一温度T1已经达到第一温度阈值时，驱动电路2关断电子开关1。这将在下面被更详细地解释。

参照图5，热保护电路3包括第一温度传感器4和第二温度传感器5。第一温度传感器4被布置在第一位置P1处，并且被配置成提供代表第一温度T1的第一温度信号S_T1。第二温度传感器5被布置在第二位置P2处，并且被配置成提供代表在第二位置P2处的第二温度T2的第二温度信号S_T2。评估电路6接收第一和第二温度信号S_T1、S_T2，并且生成热保护信号S_TP。

图6示出根据输入信号S_IN和热保护信号S_TP来生成驱动信号S_DRV并且驱动电子开关1的第一实施例。在该实施例中，驱动电路2包括逻辑门21（比如与门），其接收输入信号S_IN和热保护信号S_TP。在逻辑门21的输出处驱动信号S_DRV是可用的，其中可选地将驱动器22连接到逻辑门21的下游。驱动器22被配置成将在逻辑门21的输出处可用的逻辑信号放大到适于驱动电子开关1的信号电平。

驱动信号S_DRV采取导通电平和断开电平之一，其中当驱动信号S_DRV采取导通电平时电子开关1被接通，并且当驱动信号S_DRV采取断开电平时电子开关1被关断。同样地，输入信号S_IN可以采取表明将要接通电子开关1的导通电平以及表明将要关断电子开关1的断开电平。热保护信号S_TP可以采取正常电平和保护电平，其中当热保护信号S_TP采取保护电平时电子开关1将被关断，而当热保护信号S_TP采取正常电平时其不影响电子开关1的开关。出于解释的目的，假设输入信号S_IN的导通电平是高电平（逻辑“1”），输入信号S_IN的断开电平是低电平（逻辑“0”），热保护信号S_TP的保护电平是低电平（逻辑“0”），以及热保护信号S_TP的正常电平是高电平（逻辑“1”）。在这种情况下，每当输入信号S_IN采取断开电平并且每当热保护信号S_TP采取保护电平时，与门21在其输出处生成低电平以便关断电子开关1。不用说，输入信号S_IN的导通电平和断开电平以及热保护信号S_TP的保护电平和正常电平还可以由除了前面所解释的之外的其他信号电平来表示。在这种情况下，必须将逻辑门21适配于这些信号S_IN、S_TP的信号电平。

图7示出根据输入信号S_IN和热保护信号S_TP来生成驱动信号S_DRV并且驱动电子开关1的另一实施例。在该实施例中，电子开关23（比如晶体管）被连接在电子开关1的控制端子与其中一个负载端子之间。在其中电子开关1被实施为MOSFET的图7所示的实施例中，开关23被连接在栅极端子G与源极端子S之间。开关23由热保护信号S_TP控制，其中每当热保护信号S_TP采取保护电平时，开关23就被接通，以便关断电子开关1。在该实施例中，保护电平S_TP例如是适于接通开关23的高电平。

图8示出根据第一实施例的热保护电路3的电路图。在该热保护电路3中，第一和第二传感器5、6被实施为正向偏置的二极管。特别地，温度传感器5、6被实施为连接为二极管的双极型晶体管，这意味着每个晶体管的基极端子被连接到其集电极端子。

参照图8，评估电路4包括参考信号发生器41，其生成代表温度阈值的参考信号S_REF1。该参考信号发生器41包括具有电阻器411和与电阻器411串联连接的可变第一电流源412的串联电路。具有电阻器411和第一电流源412的所述串联电路被连接在电压供电端子之间，在所述电压供电端子之间供电电压V_S是可用的。参考信号S_REF1是在电阻器411与第一电流源412之间的电路节点处的电位。该电位等于供电电压或供电电位V_S减去由第一电流源412提供的电流所诱发的电阻器411两端的电压降V411。出于解释的目的，假设电阻器411具有在很大程度上独立于温度的电阻。在这种情况下，当第一电流源412提供的电流I412增大时，参考信号S_REF1减小。

评估电路4还包括与温度传感器5串联连接的电流源42。该电流源42通过传感器5汲取电流，其中该电流导致传感器5两端的电压降V5。正向偏置的二极管两端的电压（比如在图8的温度传感器5中）具有负温度系数，这意味着当温度升高时电压V5减小。第一温度信号S_T1是在第一温度传感器5与第二电流源42之间的电路节点处的电压。该温度信号S_T1等于供电电压V_S减去温度传感器5两端的电压降V5，因此当温度升高时，第一温度信号S_T1增大。

参照图8，在比较器43的输出处热保护信号S_TP是可用的，所述比较器43在第一输入处接收第一温度信号S_T1并且在第二输入处接收参考信号S_REF1。在图8所示的实施例中，比较器43的第一输入是反相输入，而第二输入是非反相输入。在该实施例中，热保护信号S_TP的保护信号电平（其是热保护信号S_TP在第一温度T1达到温度阈值时或者在第一热保护信号S_T1达到参考信号S_REF1时所采取的信号电平）是低电平。如果期望将热保护信号S_TP的高电平作为保护电平，则必须改变比较器43的输入。

参照图8，热保护电路3还包括布置在半导体本体100的第二位置P2处的第二温度传感器6（参见图2）。与第一温度传感器5一样，第二温度传感器6被实施为连接为二极管的双极型二极管。第三电流源45与第二温度传感器6串联连接，其中具有第二温度传感器6和第三电流源45的串联电路被连接在供电端子之间。第二温度传感器6的操作原理与前面解释的第一温度传感器的操作原理相同。在第二温度传感器6与电流源45之间的电路节点处第二温度信号S_T2是可用的。与第一温度信号S_T1一样，第二温度信号S_T2是电位，其中当在第二温度传感器6处的温度升高时，第二温度信号S_T2增大。

为了根据在第一和第二温度传感器5、6处的温度之间的温度差来调节参考信号S_REF1，热保护电路3包括放大器44，其在非反相输入处接收第一温度信号S_T1，在反相输入处接收第二温度信号S_T2，并且生成控制由第一电流源412提供的电流I412的输出信号S44。该放大器44的输出信号S44取决于第一和第二温度信号S_T1、S_T2之间的差。根据一个实施例，可控电流源412被配置成在所述放大器的输出信号S44（其代表第一和第二温度信号S_T1、S_T2之间的差）增大时增大电流I412，以便减小参考信号S_REF1。

根据一个实施例，电流源412被配置成在放大器输出信号S44改变时持续地改变电流I412。根据另一实施例，所述电流源是分立电流源，其根据放大器输出信号S44提供两个（或更多个）输出电流I412之一，其中电流源412可以在代表所述温度差的放大器信号S44低于给定阈值时提供第一电流，并且可以在放大器信号S44高于阈值时提供第二电流。

图9示出根据另一实施例的半导体本体100的顶视图。在该实施例中，测量在半导体本体100的三个不同位置P1、P2、P3处的温度。第二和第三位置P2、P3是外部区12中的位置，而第一位置P1处于其中实施了电子开关1的有源区11内。第三位置P3被布置成比第二位置P2更加远离有源区11。根据一个实施例，第二和第三位置P2、P3被选择成使得，在电子开关1中一发生短路，在第二位置P2处的温度就在大约5ms到15ms之后上升，而在第三位置P3处的温度在发生短路之后的大约40ms与60ms之间之后上升。

利用在这三个位置P1、P2、P3处获得的温度T1、T2、T3来保护电子开关1的第一种方法包括：将第一温度T1与第一温度阈值进行比较；当第一温度T1达到第一温度阈值或升高到第一温度阈值以上时，关断电子开关1；基于在第二位置P2和第三位置P3处的温度之间的温度差来检测半导体本体100中的温度传播；以及根据所检测到的温度传播来调节温度阈值。

利用在这三个位置P1、P2、P3处获得的温度T1、T2、T3来保护电子开关1的第二种方法包括：将第一温度T1与第一温度阈值进行比较；将第一和第三温度T1、T3之间的温度差T1-T3与温度差阈值进行比较；当第一温度T1达到第一温度阈值或升高到第一温度阈值以上时和/或当温度差T1-T3达到温度差阈值或升高到温度差阈值以上时，关断电子开关1；基于在第二位置P2和第三位置P3处的温度之间的温度差来检测半导体本体100中的温度传播；以及根据所检测到的温度传播来调节所述温度阈值和温度差阈值中的至少一个。

在第二和第三位置处的温度T2、T3之间的温度差在下文中将被称作第二温度阈值。该第二温度差是对于半导体本体100中的温度传播的量度。根据一个实施例，所述温度阈值和温度差阈值中的至少一个取决于该第二温度差T2-T3。根据另一实施例，第一温度T1与第三温度T3之间的温度差T1-T3被用作温度传播的量度。在这种情况下，所述温度阈值和温度差阈值中的至少一个取决于温度差T1-T3。

图10示出被配置成根据第一、第二和第三温度T1、T2、T3来生成热保护信号S_TP的热保护电路3的一个实施例。图10的热保护电路3是基于图8的热保护电路，其中图10的热保护电路附加地包括第三温度传感器7。该温度传感器7位于半导体本体10中的第三位置P3处，并且与第一和第二温度传感器5、6一样被实施为连接为二极管的双极型晶体管。第四电流源47与第三温度传感器7串联连接，其中具有第三温度传感器7和第四电流源47的串联电路被连接在电压供电端子之间。在第三温度传感器7与第四电流源47之间的电路节点处第三温度信号S_T3是可用的。

与图8的热保护电路中一样，在比较器43的输出处热保护信号S_TP是可用的，所述比较器43接收来自参考信号发生器41的参考信号S_REF1以及第一温度信号S_T1。该比较器43在下文中将被称作第一比较器。

参照图10，放大器49计算第二温度信号S_T2与第三温度信号S_T3之间的差，并且提供取决于该差的输出信号S49。放大器输出信号S49由第一电流源412接收，以便根据该温度差调节由该电流源412提供的电流，并且以便调节由参考信号S_REF1所代表的温度阈值。第一电流源412被实施成使得由该电流源412提供的电流I412在放大器输出信号S49增大时增大，以便减小温度阈值S_REF1。在图10所示的实施例中，当第二温度信号S_T2与第三温度信号S_T3之间的差增大时，放大器输出信号S49增大。与图8的实施例中一样，在第二温度传感器6与第三电流源45之间的电路节点处第二温度信号S_T2是可用的。可选地，电阻器49被连接在第二温度传感器6与第三电流源45之间，其中在这种情况下在所述另一电阻器49与第三电流源45之间第二温度信号S_T2是可用的。该电阻器49用来生成第二温度信号的偏移。

现在解释温度保护电路的操作原理。出于解释的目的，假设在负载Z中存在短路（参见图7），这导致经过晶体管1的负载电流增大，并且因此导致半导体本体100中的温度升高。还假设第一比较器43是滞后比较器，其在第一温度T1达到温度阈值时使得晶体管1被关断，并且在第一温度T1下降到对应于温度阈值减去滞后值的温度时（并且当输入信号S_IN仍然具有导通电平时）使得晶体管1被再次接通。出于解释的目的，还假设在负载Z中发生短路（参见图7），并且输入信号S_IN在所述短路的周期期间具有导通电平。

紧接在发生短路之后，在第一位置P1处的温度升高，同时在第二和第三位置P2、P3处没有显著的温度升高。因此，由参考信号S_REF1所代表的温度阈值具有起始值。当第一温度T1达到温度阈值时，晶体管1被关断。在所述断开周期期间，第一温度T1可能降低，并且在第一位置处的热可能在第二和第三位置P2、P3的方向上在半导体本体100中传播。当第一温度T1下降到低于温度阈值减去滞后时，晶体管1被再次接通。在关断及接通晶体管1的几个周期之后，在第二位置P2处的温度可能由于半导体本体10中的热传播而升高，同时在被布置成更加远离第一位置P1的第三位置P3处的温度尚未受到半导体本体100中的热传播的影响。当第二温度T2升高并且第三温度T3可能没有改变时，第二和第三温度T2、T3之间的温度差增大，这导致温度阈值减小。减小温度阈值具有晶体管1在较低温度被关断的效果，这减小了半导体本体100的温度诱发的应力，并且因此提高晶体管的鲁棒性。

减小温度阈值需要从热被耗散的第一位置P1到第二位置P2的热传播，使得只有当短路存在的时间长得足以使得温度从第一位置P1传播到第二位置P2时才有温度阈值的减小。

可选地，控制器10（图7中用虚线示出）监测晶体管1的与温度相关的关断和接通，并且在已经达到给定次数的开关周期时或者在温度诱发的关断和接通所存在的时间长于给定的时间周期时（例如在200ms与300ms之间）通过把输入信号S_IN设置为断开电平来关断晶体管1。

图11示出温度保护电路的另一实施例。根据图11的电路是基于根据图10的电路，并且还包括第二比较器48，所述第二比较器48在非反相输入处接收第三温度信号S_T3，并且在反相输入处接收代表第一温度信号S_T1减去温度差阈值信号的信号S_T1-ΔREF。该温度差阈值信号由连接在第一温度传感器5与第二电流源44之间的电阻器46两端的电压V46代表。在第一温度传感器5与电阻器46之间的电路节点处第一温度信号S_T1是可用的，同时在电阻器46与第二电流源44之间的电路节点处信号S_T1-ΔREF是可用的。

第二比较器48的输出信号S48可以采取两个不同信号电平之一，即当信号S_T1-ΔREF低于第三温度信号S_T3时采取第一信号电平，并且在信号S_T1-ΔREF高于第三温度信号S_T3时采取第二信号电平。在第一种情况下，第一和第三温度信号S_T1、S_T3之间的差S_T1-S_T3低于电压V46所代表的差阈值信号，以及在第二种情况下，第一和第三温度信号S_T1、S_T3之间的差S_T1-S_T3高于所述温度差阈值信号。在第一种情况下，第一和第三温度T1、T3之间的温度差T1-T3低于电压V46所定义的阈值，而在第二种情况下，该温度差T1-T3高于所述温度差阈值。

在图11的实施例中，第二比较器48的输出信号S48的第一信号电平是低电平（逻辑“0”），而第二信号电平是高电平（逻辑“1”）。第一比较器43的输出信号S43和第二比较器48的输出信号S48被逻辑电路50接收，其根据这些比较器信号S43、S48生成热保护信号S_TP。根据一个实施例，逻辑电路50被实施成使得当满足下列条件中的至少一个时，热保护信号S_TP关断电子开关1：第一温度T1高于温度阈值；第一和第三温度T1、T3之间的温度差T1-T3高于温度差阈值。根据另一实施例，逻辑电路5包括与门或者被实施为与门。在这种情况下，只有当前面解释的两个条件都被满足时才通过热保护信号S_TP关断电子开关1。

在图11的电路中，电流源412限定温度阈值，并且电流源44限定温度差阈值。这些电流源412、44中的至少一个接收放大器信号S49，以便根据半导体本体中的温度传播来调节温度阈值和差温度阈值中的至少一个，其中第二和第三温度T2、T3之间的温度差是对于温度传播的量度。

参考信号发生器41的电流源412例如被实施成使得由该电流源412提供的电流I412在放大器信号S49增大时增大，以便减小阈值S_REF1。电流源44例如被实施成使得由该电流源44提供的电流I44在放大器输出信号S49增大时减小。当电流I44减小时，电阻器46两端的电压降V46减小，使得所述差温度阈值（其由电压降V46代表）减小。可以像常规可控电流源一样实施电流源412、44。

应当注意，虽然前面公开的实施例包括诸如电流源之类的模拟器件，但是本发明的实施例不限于利用模拟器件来实施。代之以，本发明的实施例也可以利用数字器件或者利用具有模拟和数字器件的混合技术来实施。

虽然已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是下述对于本领域技术人员而言将是显而易见的，即在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出将实现本发明的其中一些优点的各种改变和修改。下述对于本领域技术人员而言将是显然的，即可以用执行相同功能的其他部件来合适地替代。应当提到的是，参照特定图解释的特征可以与其他图的特征相组合，甚至是在还没有明确地提到这一点的那些情况下。此外，本发明的方法可以利用适当的处理器指令通过全软件实施来实现，或者可以通过利用了硬件逻辑与软件逻辑的组合以获得相同结果的混合实施来实现。对于本发明的构思的这种修改意图由所附权利要求书来覆盖。

诸如“在…下”、“以下”、“下方”、“在…上”、“上方”等等之类的空间相对术语是为了易于描述而使用的，以解释一个元件相对于第二元件的定位。这些术语意图除了与附图中所描绘的那些不同的取向之外还包含器件的不同取向。此外，诸如“第一”、“第二”等等之类的术语还被用来描述各种元件、区域、部分等等，并且也不意图进行限制。相同的术语在整个描述中指代相同的元件。

如在这里所使用的术语“具有”、“包含”、“包括”、“包括”等等是开放式术语，其表明所述元件或特征的存在，但不排除附加的元件或特征。冠词“一个”、“一”、“所述”意图包括复数以及单数，除非上下文另有清楚地指示。

应当理解，在这里所描述的各种实施例的特征可以彼此组合，除非另有专门地说明。

虽然在这里已经示出并描述了特定实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不背离本发明的范围的情况下可以用多种替换的和/或等同的实施来替代所示出并描述的特定实施例。本申请意图覆盖在这里所讨论的特定实施例的任何适配或变化。因此，本发明意图仅由权利要求书及其等同物来限定。

Claims (21)

1.一种电子电路，包括：

电子开关，其被集成在半导体本体中并且具有控制端子；以及

驱动电路，其被耦合到所述控制端子并且包括温度保护电路，所述温度保护电路包括：

       第一温度传感器，其具有位于所述半导体本体上的第一位置的第一传感器元件，第一温度传感器被配置成提供代表在第一位置处的温度的第一温度信号；以及

       温度传播检测电路，其被配置成连续地检测所述半导体本体中的两个区域之间的温度差并且被配置成基于所述温度差提供温度传播信号；

       其中所述温度保护电路被配置成当在第一位置处的温度上升到第一阈值以上时关断所述电子开关；

       其中，第一阈值取决于基于所述温度差的所述温度传播信号，所述温度传播检测电路还包括第二温度传感器，第二温度传感器具有位于远离第一位置的第二位置的第二传感器元件，并且第二温度传感器被配置成提供代表在第二位置处的温度的第二温度信号，

其中，所述温度传播检测电路被配置成根据第一温度信号与第二温度信号之间的差来生成所述温度传播信号，以及

其中，所述温度保护电路被配置成当在第一温度信号与第二温度信号之间的差增大时和/或当在第一温度信号与第二温度信号之间的差上升到温度差阈值以上时减小第一阈值。

2.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述温度传播检测电路被配置成根据第一温度信号与第二温度信号之间的差来生成所述温度传播信号。

3.根据权利要求1所述的电子电路，

其中，所述半导体本体包括其中集成了所述电子开关的第一有源区，

其中，第一温度传感器被布置在第一有源区内，以及

其中，第二温度传感器被布置在第一有源区之外。

4.根据权利要求1所述的电子电路，

其中，所述温度保护电路还包括第三温度传感器，其具有位于远离第一位置和第二位置的第三位置的第三传感器元件，第三温度传感器被配置成提供代表在第三位置处的温度的第三温度信号，以及

其中，所述温度保护电路还被配置成当在第一位置处的温度与在第三位置处的温度之间的温度差上升到第二温度阈值以上时关断所述电子开关。

5.根据权利要求4所述的电子电路，

其中，所述半导体本体包括其中集成了所述电子开关的第一有源区，

其中，第一温度传感器被布置在第一有源区内，以及

其中，第二温度传感器被布置在第一有源区之外，

以及其中，第三温度传感器被布置在所述有源区之外并且被布置成比第二温度传感器更加远离所述有源区。

6.根据权利要求4所述的电子电路，其中，第二温度阈值取决于所述温度传播信号。

7.根据权利要求4所述的电子电路，其中，所述温度传播检测电路被配置成根据第二温度信号与第三温度信号之间的差来生成所述温度传播信号。

8.根据权利要求7所述的电子电路，其中，所述温度保护电路被配置成当在第二温度信号与第三温度信号之间的差增大时和/或当在第二温度信号与第三温度信号之间的差上升到温度差阈值以上时减小第一阈值。

9.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述电子开关包括MOSFET。

10.根据权利要求1所述的电子电路，其中，第一传感器元件被实施为二极管、电阻器、或双极型晶体管。

11.一种用于驱动集成在半导体本体中的电子开关的方法，所述方法包括：

测量在所述半导体本体的第一位置处的第一温度；

连续地检测所述半导体本体中的两个区域之间的温度差；

基于连续地检测所述温度差生成温度传播信号；

当在第一位置处的温度上升到第一阈值以上时关断所述电子开关，其中第一阈值是根据所述温度传播信号来设置的；以及

测量在所述半导体本体的远离第一位置的第二位置处的第二温度；

其中，所述半导体本体包括其中集成了所述电子开关的第一有源区，

其中，第一位置处于第一有源区内，以及

其中，第二位置处于第一有源区之外，

连续地检测所述温度差包括评估第一温度与第二温度之间的差；以及

当第一温度与第二温度之间的差增大时和/或当第一温度与第二温度之间的差上升到温度差阈值以上时，减少第一阈值。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，连续地检测所述温度差包括评估第一温度与第二温度之间的差。

13.根据权利要求11所述的方法，

其中，所述半导体本体包括其中集成了所述电子开关的第一有源区，

其中，第一位置处于第一有源区内，以及

其中，第二位置处于第一有源区之外。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括：

测量在远离第一位置和第二位置的第三位置处的第三温度；以及

当第一温度与第二温度之间的温度差上升到第二温度阈值以上时关断所述电子开关。

15.根据权利要求14所述的方法，

其中，第三位置处于第一有源区之外并且比第二位置更加远离第一有源区。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，第二温度阈值是根据所述温度传播信号来设置的。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，连续地检测温度差包括评估第一温度与第二温度之间的差。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，当第一温度与第二温度之间的差增大时和/或当第一温度与第二温度之间的差上升到温度差阈值以上时，增大第一阈值。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，检测温度传播包括评估第二温度与第三温度之间的差。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，当第二温度与第三温度之间的差增大时和/或当第二温度与第三温度之间的差上升到温度差阈值以上时，增大第一阈值。

21.根据权利要求11所述的方法，其中，所述电子开关是MOSFET。