CN103149407A

CN103149407A - 电路装置

Info

Publication number: CN103149407A
Application number: CN2012105963073A
Authority: CN
Inventors: F·奥尔; B·克普尔; A·基普
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: CN103149407B; US20130093411A1; DE102012109745B4; DE102012109745A1; US8847575B2; US20150010041A1; US10036771B2

Abstract

根据各实施例，提供一种电路装置，其包括具有至少两个场效应晶体管的电桥电路以及测量电路，该测量电路配置成测量由流经所述场效应晶体管的预定电流产生的、至少两个场效应晶体管中任何一个的体二极管的正向电压。

Description

电路装置

背景技术

在用于外部驱动晶体管的驱动器IC(集成电路)中，短路的检测主要是通过监测相应晶体管的电压(例如，场效应晶体管的漏极和源极之间的电压)实现。然而，具有甚至更低导通电阻的MOSFET(金属氧化物场效应晶体管)的普遍使用为基于源漏电压测量的保护方案引入了问题。

图1所示的曲线图100说明了由曲线图100的x轴102所表示的衬底温度T_j和由曲线图100的y轴104所表示的典型MOSFET的导通电阻R_DS(on)之间的关系，其中MOSFET可设置在衬底上或嵌入到衬底中。第一曲线106示出了典型MOSFET的衬底温度和导通电阻之间的关系，第二曲线108示出了大约98％的由制造商交付的MOSFET的同一关系。换言之，第二曲线108体现的衬底温度和导通电阻之间的关系表示98％的MOSFET的上限，从而使得只有2％交付的MOSFET在相应的温度值具有更高的电阻值。该曲线图清楚地表明了明显存在MOSFET的导通电阻R_DS(on)对MOSFET的温度T_j的依赖。例如，在典型的操作温度为-40℃至180℃的额定范围内，导通电阻可能会改变高达3倍。

通常，在源漏电压超过一定阈值电压时MOSFET的操作状态被认定为短路状态。为了防止出现错误认定，该阈值电压通常被设置为高于传导电流接近或相当于额定最大导通电流的热晶体管所达到的值。这种阈值110在图1所示的曲线图100中通过水平虚线象征性地表示，其中在水平虚线上方和下方连续的水平线指示示例性的标准偏差。垂直箭头112指示“保护间隙”，其存在于依赖监测MOSFET的源漏电压的典型的保护方案中，这是因为(如所解释的)导通电阻强烈地依赖MOSFET的温度。换言之，在短路的情况下MOSFET的源漏电压超过的固定阈值电压110，是在假设热MOSFET传导大电流(例如短路电流)的情况下估计的。因此，存在这样的危险，在具有低导通电阻的冷MOSFET传导甚至比短路电流更大的电流时的短路状态可能不会被认定为短路。当然，这是不希望出现的情况，因为它可能会很快导致MOSFET熔化从而使器件出现永久性故障。

从理论计算，可以进一步示出传导大电流的冷MOSFET的推测的快速预热(warming up)过程可能不会发生的足够快而提高MOSFET的导通电阻，以至于能够在器件永久性损坏之前达到源漏电压短路阈值电压。通常，在MOSFET获得足够的加热，以至其导通电阻R_DS(on)增加到足够使源漏电压U_DS＝R_DS(on)·I达到或超过短路阈值电压之前，MOSFET会烧穿，由此可以激活保护机制。

为了关闭在所描述的短路保护方案中、图1的曲线图100中所指示的“保护间隙”112，需要知道MOSFET操作期间的温度。如果粗略地知道MOSFET的温度，则可以区分输送短路电流的冷MOSFET与输送正常工作电流的热MOSFET，这将极大地改进保护方案。

到目前为止，使用其上配置有MOSFET的PCB(印刷电路板)上提供的温度传感器或使用配置于MOSFET上的专用温度传感器来确定MOSFET的温度。PCB基温度测量有这样的缺点，所测量的温度只反映MOSFET的延迟和平滑温度。此外，需要提供附加电路来评估这些传感器提供的信号。温度传感器大多是基于PTC(正温度系数)或NTC(负温度系数)元件。第二个选项允许精确的确定附着于温度传感器或其中集成有温度传感器的相应MOSFET的温度。然而，在这种情况下，需要采用昂贵的专用MOSFET和复杂的分析电路。此外，这两种解决方案还涉及大量的额外支出。

发明内容

根据各实施例，提供了一种电路装置，包括：具有至少两个场效应晶体管的电桥电路和测量电路，该测量电路配置为测量由从流经场效应晶体管的预定电流产生的、至少两个场效应晶体管中任何一个的体二极管的正向电压。

附图说明

在附图中，贯穿不同视图类似的附图标记通常表示相同部分。附图不必按比例绘制，相反，重点通常在于描述本发明的原理。在下面的描述中，参照以下附图来描述本发明的各实施例，其中：

图1示出了基于典型MOSFET的导通电阻的温度依赖的典型短路检测方案的示意图；

图2示出了根据各实施例的电路装置；

图3示出了展现二极管的示例电流-电压特性的曲线图；

图4A至4C示出了根据各实施例的电路装置中的晶体管的驱动方案的配置；

图5示出了基于典型MOSFET的导通电阻的温度依赖的改进短路检测方案的曲线图。

具体实施方式

以下详细说明参考附图，通过示例方式示出了实现本发明的具体细节和实施例。

在此所使用的词语“示例”是指“用作示例、实例或说明”。在此描述为“示例”的任何实施例或设计不必解释为比其它实施例或设计优选或有利。

关于沉积材料形成在侧面或表面之上所使用的词语“在...之上”，在此可以用于指沉积材料可以直接形成在暗指的侧面或表面上，例如与侧面或表面直接接触。关于沉积材料形成在侧面或表面之上所使用的词语“在...之上”，在此可以用于指沉积材料可以间接形成在暗指的侧面或表面上，其中在暗指的侧面或表面与沉积材料之间设置有一个或多个附加层。

各实施例提供了一种有效的方式来利用尽可能少的附加电路确定场效应晶体管的温度，且不需要专用场效应晶体管，例如具有专门集成温度感测二极管的场效应晶体管。

根据各实施例的电路装置，在使用普通场效应晶体管且不需要添加复杂或昂贵的附加电子元件来确定场效应晶体管的温度的意义上说，实现了场效应晶体管的有效温度测量。

根据各实施例的电路装置，在通过测量固有存在于每个场效应晶体管内的体二极管的温度来测量场效应晶体管的温度的意义上说，也实现了非常直接的温度测量。因此，可能导致延迟的温度检测的其他热源的影响可以减到最小，因为温度是在场效应晶体管的“核心”测量的。

根据各实施例的电路装置利用二极管的电压电流特性的温度依赖来确定二极管的温度，在此情况下是场效应晶体管的体二极管。这里，一旦知道温度依赖的电压电流特性，则温度依赖性发挥关键作用，因为二极管的温度是根据流过二极管的电流以及二极管的p-n结上的电压降确定的参数。

在这种情况下，当电路装置是电机驱动电路的一部分时，驱动器场效应晶体管的温度可以基于给定的电路架构确定，而不需要进一步实质改变电机驱动电路。这种电路的重要优点是，用来确定体二极管的温度以及因而场效应晶体管的温度的参数可以是已知的或者预设的或者由任何方式确定的，这将在下文中描述。

在图2中，显示了根据各实施例的电路装置200。为了便于理解，在用于电机234的驱动电路的技术范围来描述根据各实施例的电路装置200。然而，应当注意的是，可以在其他技术应用中提供替代实施例，例如在其它电路，而非半桥电路或全桥电路。电路装置200具有第一输入端202和第二输入端204，其中例如由电池提供的电源电位可以连接到第一输入端202，以及例如为接地电位的参考电位可以连接到第二输入端204。提供电容206，其并联耦合到第一输入端202和第二输入端204。在这个例子中，电机234是需要三个不同相位来恰当工作的三相无刷电机。三对场效应晶体管可以耦合在第一输入端202和第二输入端204之间，其中，相应对的两个场效应晶体管串联耦合。也就是说，在各实施例中，第一场效应晶体管210的第一端耦合到第一输入端202，第一场效应晶体管210的第二端耦合到第二场效应晶体管214的第一端，并且第二场效应晶体管214的第二端耦合到第二输入端204。在第一场效应晶体管210和第二场效应晶体管214之间提供第一节点236，在该节点获取第一相位并将其供给到电机234。第一场效应晶体管210包括第一体二极管212，其配置成允许电流在其传导方向流动，例如朝向第一输入端202和/或电容器206和/或第三场效应晶体管218和/或第五场效应晶体管226。第二场效应晶体管214包括第二体二极管216，其配置成允许电流流向第一场效应晶体管210。第三场效应晶体管218的第一端耦合到第一输入端202，第三场效应晶体管218的第二端耦合到第四场效应晶体管222的第一端，并且第四场效应晶体管222的第二端耦合到第二输入端204。在第三场效应晶体管218和第四场效应晶体管222之间提供第二节点236，在该节点获取第二相位并将其供给到电机234。第三场效应晶体管218可以包括第三体二极管220，其配置成允许电流在其传导方向流动，例如向第一输入端202和/或电容器206和/或第一场效应晶体管210和/或第五场效应晶体管226。第四场效应晶体管222可以包括第四体二极管224，其配置成允许电流向第三场效应晶体管218流动。第五场效应晶体管226的第一端耦合到第一输入端202，第五场效应晶体管226的第二端耦合到第六场效应晶体管230的第一端并且第六场效应晶体管230的第二端耦合到第二输入端204。在第五场效应晶体管2226和第六场效应晶体管230之间提供第三节点240，在该节点获取第三相位并将其供给到电机234。第五场效应晶体管226包括第五体二极管228，其配置为允许电流在其传导方向流动，例如向第一输入端202和/或电容器206和/或第一晶体管210和/或第三晶体管218。第六场效应晶体管230包括第六体二极管232，其配置为允许电流流向第三场效应晶体管218。六个场效应晶体管的体二极管配置为回扫(flyback)二极管或恢复二极管，这在例如电机驱动电路中的电桥电路中是一种常见做法。

六个场效应晶体管中每个的栅极耦合到驱动器208，其配置为单独驱动每个场效应晶体管的栅极，即，将电位施加到场效应晶体管的栅极使得其被导通(即设置成传导状态)或截止(即设置成隔离状态)。图1中通过几个实例描述的驱动器208用于解释目的，事实上，驱动器208可包括一个单一实体。驱动器208可耦合到控制器244，其配置为控制电机驱动电路的操作并为驱动器208提供相应的信号指示驱动器208何时要导通和截止相应场效应晶体管。通常，驱动器208可以是独立的电路组件，但它也可以实现在控制器244内。此外，可以提供监控电路242监控每个场效应晶体管的第一端和第二端(例如漏极和源极)之间的电压。在图2中，只示出一个这种监控电路242，但是，也可以提供用于监控其他一些或所有场效应晶体管的第一端和第二端(例如漏极和源极)之间电压的独立监控电路242。(一个或多个)监控电路242可以连接到控制器244。通常，监控电路242可以配置为确定相应场效应晶体管的第一和第二端之间的电压，并且因此可以用于通过比较相应场效应晶体管上的电压降与短路电压阈值电压来检测短路，如上面所解释。然而，监控电路242也可用于例如当相应晶体管截止而通过相应的体二极管保持电流流动时测量相应晶体管的体二极管上的电压降。此外，根据各实施例的电路装置200可以配有控制接口，例如SPI(串行外围接口)，用于控制电路装置200的各种功能和参数。换言之，电路组件可以很容易地添加到根据各实施例的电路装置200(例如，通过将其实现到本发明或已存在的IC中)并连接到SPI总线，或本发明的电路组件可以通过SPI总线相互通信从而改变或影响根据各实施例的电路200装置的操作。

电路装置200可进一步包括温度判定电路246，其配置为确定场效应晶体管的温度。然而，温度判定功能也可以通过例如控制器244中或相应驱动器208中的软件或监测电路242实现。温度判定电路246可以是单独的电路，或者其可以实现在控制器244内或通过控制器244来实现。控制器244可配置为选择将被测量温度的场效应晶体管。相应的场效应晶体管的温度可以由温度判定电路246通过使用电压和电流来确定，该电压由监控电路242在相应场效应晶体管截止时测得，该电流是已流经相应的场效应晶体管直到其停止工作、然后流经相应的体二极管的电流。在该情况下，流经体二极管的电流可以是预设的或预定的电流，例如负载电流，由于其可以作为预定电流值或负载电流值被保存在控制器244的存储元件中，因此控制器244知道该电流。预定的电流值可以通过测量和/或从模型计算或仿真中得知。体二极管的电压降可以由监控电路242测量，因为体二极管在每个场效应晶体管中是固有部分，因此可以共享其端子。监控电路242可以配置为提供相应体二极管的被测正向电压到控制器244或直接到温度判定电路246。温度判定电路246可以配置成确定相应体二极管的温度，并因此基于流经场效应晶体管的体二极管的预定的电流以及进一步基于由监控电路242测量的正向电压确定相应场效应晶体管的温度。再次指出，这些值是已知的和/或在用于驱动电机的标准电桥电路中默认测得，因此，根据各实施例的电路装置200允许依赖于默认提供的电路架构的温度测量。温度判定电路246可以需要额外地提供，或者作为单独的电路，或作为控制器244中实现的模块。温度判定电路246可以例如，通过SPI嵌入到用于驱动电机的标准电桥电路的现有通信架构中。通常，也可以提供分散的架构，其中，监控电路242和/或控制器244和/或温度判定电路246或相应功能可以实现在每个驱动器208中。

在图3的曲线图300中，示出了体二极管的示例电压电流特性。曲线图的x轴302表示以安培为单位流经体二极管的电流，y轴304表示以伏特为单位体二极管上的电压。在这个示例情形中，温度依赖性展现在四个不同的曲线中。第一曲线306示出了在175℃时电流和电压之间的关系，第二曲线308示出了在100℃时电流和电压之间的关系，第三曲线310示出了在25℃时电流和电压之间的关系，最后第四曲线312示出了在-55℃时电流和电压之间的关系。曲线图300清楚地表明，在给定电流时随着体二极管的温度降低，体二极管上的电压增大。如果体二极管的电压特性是已知的，那么可以根据流经体二极管的电流以及该电流所引起的电压简单导出体二极管的温度。在根据各实施例的电路装置200中，控制器244可以存储对应于晶体管的体二极管的电压电流特性的数据，其中，两个或更多个场效应晶体管可以具有相同的体二极管电压电流特性。在该情况下，温度判定电路246在必要时可以向控制器244请求关于晶体管的体二极管的电压电流特性的信息。根据各实施例的电路装置200可以进一步包括校准功能，从而由例如控制器244为至少一个体二极管确定相对标准电流电压特性的偏差，其用在电路装置200的操作期间，这可以增加电路装置200整体操作的准确性和可靠性。然而，对应于晶体管的体二极管的电压电流特性的数据也可以储存在温度判定电路246中，从而使得其可以配置为自动计算或确定相应场效应晶体管的温度。对应于晶体管的体二极管的电压电流特性的数据可以，例如以矩阵或表格的形式或以数学公式(据此可以计算温度)的形式存储。通常，二极管的电压电流特性趋向于随时间保持恒定，很难受老化影响。因此，一旦知道电压电流特性，作为在根据各实施例的电路装置200中确定其温度的可靠基础，其可以在该二极管的寿命期内安全使用。

假定在生产过程中属于同一批的场效应晶体管的体二极管的电压电流特性是相同的，从而可以减少器件参数过于高度扩展的风险。然而，根据各实施例的相应电路装置200的一个或多个场效应晶体管可用于校准。此外，由制造商交付的场效应晶体管(其中不同批次混合在一起)，可以将其分类，即，根据它们特性参数的相似性可以将它们划分成不同的组，这使得交付的所有器件均能使用。

在下面，在根据各实施例的电路装置200的正常操作过程中可能有利地发生测量过程，将在图4A至4C所示曲线图的基础上对其进行解释。由于每个都产生单一相位的三个分支关于它们的功能是等效的，所以下文描述将限制到第一分支，即，包括第一晶体管210和第二晶体管212的分支。

在图4A的曲线图400中，曲线414示出了在第一节点236所提供的电压的过程。x轴406表示时间，y轴408表示在第一节点236处的电压。在图4B的曲线图402中，示出了在第一场效应晶体管210的栅极提供的驱动信号416。x轴406表示时间，y轴410表示晶体管的逻辑状态，其中，“0”对应于截止状态(即晶体管正隔离)并且“1”对应于导通状态(即晶体管正传导)。在图4C的曲线图404中，示出了在第二场效应晶体管214的栅极提供的驱动信号418，其中，坐标轴以与图4B中所示的曲线图402的坐标轴相同的方式标记。在每个曲线图中表示时间的x轴406是同步的，这意味着，在所有三个曲线图中指定的时间点t_x对应于相同的时间点。

在时间t₁，第二场效应晶体管214停止工作。由于来自电机234的电流经过第一场效应晶体管210的第一体二极管持续流向电源电位，因此在第一节点236的电位增加。在这个例子中电源电位对应于电池所提供的电位，V_BAT。在时间t₁后不久(由于上升时间和类似的效应)，在第一节点236的电位对应于通过体二极管的电压V_PN增加的电池电位V_BAT。为了避免直通短路(shoot through)，即，第一场效应晶体管210和第二场效应晶体管214同时被激活且在第一输入端202和第二输入端204之间形成短路路径的情况，第一场效应晶体管210的激活发生在稍后的时间t₂。在时间t₁和t₂之间，来自电机234的预定电流流经体二极管。在这段时间，测量电路242可确定体二极管上的电压并将结果提供给控制器244。由于控制器244或温度判定电路246知道流经第一晶体管210的体二极管的预定电流，所以可以确定第一体二极管和因此第一场效应晶体管210的温度。在第一场效应晶体管激活的时间t₂之后不久，由于电流现在流经具有可以忽略不计的导通电阻的第一场效应晶体管210，因此第一节点236的电压下降到V_BAT。在时间t₅，第一场效应晶体管210停止工作，但是，电流继续在相同的方向流动并因此通过第一场效应晶体管210的体二极管传导，导致第一节点236处的电位通过体二极管的电压V_PN从V_BAT增加到V_BAT+V_PN。在时间t₆，激活第二场效应晶体管214，并且在第一节点236的电位被拉到参考电位。

正如已经提到的，来自电机234的预定电流可以在时间t₁和t₂之间流经第一场效应晶体管210的体二极管。在这段时间里，测量电路242可以确定对应晶体管的体二极管上的电压。如果时间t₁和t₂之间的时间间隔对精确的测量来说不够长，则导通第一场效应晶体管210的时间可以被延迟到稍后的时间t₃或t₄。为了实现这个功能，测量电路242可以配置为将指示测量时间太短的错误信号传送到控制器244。或者，配置为监控提供相位给电机234的周期的控制器244可以确定可用于测量相应体二极管的正向电压的时间间隔太短。在任何情况下，测量可以被标记为有故障并且在同一周期中或在下一周期中，对应的场效应晶体管可以在稍后的时间导通，例如，在时间t₃或时间t₄。相应场效应晶体管导通时间的推迟对要提供的电压引入非常小的或可忽略不计的偏差，即，V_BAT+V_PN代替V_BAT。该瞬时偏差通常约5％，其中假定例如，V_BAT＝13.5V且V_PN＝0.7V。考虑到该偏差仅仅存在非常短的时间，在第一节点236所提供的电压对时间的整体积分的改变可忽略不计。通常t₁和t₂之间的时间间隔可以达到几微秒，例如2微秒或1微秒。在图4A中曲线414示出了驱动供应给电机234的相位的PWM脉冲的一半周期。完整周期的长度可以是约50微秒，例如，总计大约一半周期的t₁和t₆之间的时间间隔可以在几至50微秒的范围内，例如可以是20微秒。在时间t₄和t₁之间的时间间隔，即，示例的延长的测量间隔，通常可以是约10微秒。在一个典型的测量方案中，一个相位对典型10微秒(在t₁和t₄之间的时间间隔或t₅和t₆之间的时间间隔)的测量时间通常有大约14.3V的增加的电压，而不是13.5V，其中这样的测量事件可能每10毫秒发生一次。记住一个周期可能是约50微秒，通过测量间隔的延长引入的全部误差应当是约10^-4，且因此可以忽略不计。这也示出了根据各实施例的电路装置的测量过程中的“微创”。

对于根据各实施例的电路装置200来说，重要的是知道测量间隔什么时候可以延长。在时间t₅和t₆之间的时间间隔(其中也有预定的电流从电机234流经第一晶体管210的体二极管，使得测量电路配置为在该时间间隔内确定体二极管的正向电压)足够长的情况下，其也可以用于测量。然而，延长该间隔会引入可观的误差，因为在这种情况下提供电压V_BAT+V_PN替代接地电位电压V_GND。出于这个原因，控制器244可以标记导通和截止时间作为软事件。在其他实施例中，温度判定电路242或测量电路242可以配置为标记导通或截止事件为软事件，即，配置为控制整个开关方案的时间管理，如在图4A到4C中所示。软事件意味着其执行的时间点可以延迟。标记也可以包括对应于导通时间或截止时间可以延迟的最大时间的延迟时间。当由控制器244或温度判定电路246请求时，仅仅当该事件被标记为软事件时栅极驱动器208可以延迟相应场效应晶体管的相应导通时间或截止时间。在图4B的曲线图402所示的示例性驱动信号416中，导通时间t₂是软事件，对应于时间t₂和t₄之间的时间差的延迟时间由阴影区域指示。由于阴影区域一直延伸到时间t₄，第一场效应晶体管210的导通可以被延迟(从时间t₂)直到时间t₄。为确保测量电路242准确测量体二极管的正向电压而可能引入延迟的轻微的干扰也可以容易地由电机控制电路补偿(由于它们极其微小)，其中电机控制电路监控电机234的转速或例如为由电机234生成的转矩的其他参数。应当注意到，如果测量时间的延长是必须的，则图4A的曲线图400中时间t₄也可以一直延长到时间t₅。控制器244可以配置成确保时间t₄(其标志延长的测量间隔的结束)最多与时间t₅同时但是绝对不会延长超过时间t₅。可以用于测量的最长时间是在时间t₁和t₆之间的时间间隔。在测量间隔超过时间t₆的情况下，测量可以被标记为故障。

为了获得相应体二极管的正向电压的正确测量，在测量过程中，需要保持恒定的电流方向。因此，可以从测量中排除一些测量间隔，因为其对于适当的测量而言时间太短了或者流经相应体二极管的电流可能改变其方向。这些条件可以被测量电路242检测到并将最终测得的电压值标记为出现故障，即，它们将不被温度判定电路246用于确定相应场效应晶体管的温度。或者，配置成监控电机234的驱动电路的整体操作的控制器244可以指示对于测量电路242或温度判定电路246不可用的测量间隔。

在图5中示出了曲线图500，其表示基于可变短路阈值而改进的短路检测方案。曲线图500与图1中所示的曲线图100是等效的，因此相同的元件采用相同的附图标记并将不再进行描述。与图1中所示的描述不变短路阈值110的曲线图100的区别在于，在这种情况下，可变短路阈值包括三个不同的短路阈值。当场效应晶体管确定是冷的时使用第一短路阈值502，例如，其中冷场效应晶体管的温度可以在-40℃和25℃之间的范围内。当场效应晶体管确定是温的时使用第二短路阈值504，例如，其中温场效应晶体管的温度可以在25℃和105℃之间的范围内。当场效应晶体管确定为热的时使用第三短路阈值506，例如，其中热场效应晶体管的温度可以在110℃和180℃之间的范围内。通过将图1的曲线图100中的不变短路阈值110划分为几个独立的短路阈值来对相应场效应晶体管的温度调整短路阈值电压，因此可以避免“保护间隙”112。

图5中所描绘的固定单值短路阈值的示例细分当然是很多个可能的方案之一。细分可以包括不必是相同大小或范围的更细间隔，使得场效应晶体管期望工作的温度范围在大部分时间可以细分为更细的短路阈值间隔。不变单值短路阈值110的细分受测量电路242执行的电压测量的准确性的影响，其中通常更准确的测量适度地允许更细的细分。此外，代替阶梯式间隔，可以采用对每一温度定义短路阈值的函数。

综上所述，根据各实施例的电路装置能更好的执行短路检测方案。在电机驱动器电路的情况下，可以使用已经提供的电路架构(用于监控场效应晶体管的短路的测量电路，SPI等)，而不需要额外的大调整。直接在场效应晶体管测量温度，其允许相对短和/或小的温度波动的检测。温度测量可以进一步增加电路装置的功能安全。在电桥电路内一个场效应晶体管的温度增加可以指示其冷却降低或降级(可能由分层引入)，因此在器件实际损坏之前要采取对策。此外，与仅仅在PCB上提供单一温度传感器的解决方案相比，测量位于根据各实施例的电路装置中的每个场效应晶体管的温度的可能性增加了冗余。

一旦相应MOSFET的温度确定，其可以用于基于源漏电压确定或估计相应MOSFET的负载电流，其中源漏电压通常由电桥电路驱动器中提供的测量电路监控，在这种情况下，MOSFET可被视为分流电阻器。因此，在根据各实施例的电路中的电流测量可以是双重检查或验证和/或取决于电流测量所需要的精确度，因为一旦其温度是已知的且以任何方式测得源漏电压，则可以根据基于图5获得的MOSFET的电阻来计算负载电流，所以可以省略更多的电流测量传感器。总体而言，可以省略例如提供在PCB上的更多的温度传感器。

在根据各实施例的电路装置中的测量过程可以以数个方式实现。如已经提到的，控制器244可以经由驱动器208控制电桥电路，即导通和截止场效应晶体管。测量电路242随后确定相应晶体管的源漏电压并将值以模拟或数字的形式发送到控制器244。控制器244随后基于所测得的电压和由相应体二极管的电压电流特性得出的场效应晶体管的负载电流来计算相应场效应晶体管的温度。然而，可以赋予驱动器208一些控制特征。例如，体二极管的电流电压特性可以存储在驱动器208中。驱动器208可以配置成启动流经相应场效应晶体管的电流的测量(在该情况下，用于测量电流的相应测量电路可以被类似的提供给测量电路242)。驱动器208可以配置成自动截止相应MOSFET以启动体二极管的自由运行模式。

通常，执行电压或电流测量的时间也可以基于相应场效应晶体管的前一开关周期的开关时间来确定。此外，可以使用专门的测量脉冲来替代图4A和4B中所示的PWM(脉冲宽度调制)信号。

将要提到，描述为与电机234连接的图2中所示的电路200装置示出了非常多的可能应用中的仅仅一个。在图4A至图4C中所描述的测量方案可以实现在使用半桥的许多其它环境中，例如DC-DC转换器中。

根据实施例的一个实施方式，电路装置可以包括电桥电路和测量电路，电桥电路包括至少两个场效应晶体管，测量电路配置为测量由流经场效应晶体管的预定电流产生的、至少两个场效应晶体管之一的体二极管的正向电压。

根据实施例的另一实施方式，电路装置可以进一步包括温度判定电路，其配置成使用所测量的正向电压确定场效应晶体管的温度。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，温度判定电路可以进一步配置成利用流经场效应晶体管的体二极管的预定电流确定场效应晶体管的温度。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，测量电路可以配置为确定电桥电路操作期间场效应晶体管的温度。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，在温度确定期间流经场效应晶体管的体二极管的预定电流方向保持恒定。

根据本实施例的另一实施方式，电路装置可以进一步包括与电桥电路耦合的电机。

根据本实施例的另一实施方式，电路装置可以进一步包括控制器，其配置成驱动所述至少两个场效应晶体管的每一个的控制栅极。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，控制器可以配置成从该至少两个场效应晶体管中选择将要被测量温度的场效应晶体管。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，控制器可以进一步配置成确定流经电机的预定电流。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，控制器可以配置成为温度判定电路提供预定电流值。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，控制器可以配置成延迟场效应晶体管的导通时间。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，该至少两个场效应晶体管可以配置为功率场效应晶体管。

根据本实施例的另一实施方式，电路装置可以包括电桥电路和测量电路，电桥电路包括至少两个场效应晶体管，测量电路配置成测量由施加到该场效应晶体管的预定电压产生的、流经至少两个场效应晶体管之一的体二极管的电流。

根据本实施例的另一实施方式，电路装置可以进一步包括温度判定电路，其配置成利用所测量的电流确定场效应晶体管的温度。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，温度判定电路可以进一步配置成利用通过场效应晶体管的体二极管的预定正向电压确定该场效应晶体管的温度。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，测量电路可以配置成在电桥电路操作期间确定该场效应晶体管的温度。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，在温度确定期间场效应晶体管的体二极管的预定电压的极性可保持恒定。

根据本实施例的另一实施方式，电路装置以进一步包括与电桥电路耦合的电机。

根据本实施例的另一实施方式，电路装置可以进一步包括控制器，其配置成驱动至少两个场效应晶体管的每一个的控制栅极。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，控制器可以配置成从至少两个场效应晶体管中选择将被测量温度的场效应晶体管。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，控制器可以进一步配置成确定电机的预定电压。

根据电路装置的实施例的另一实施方式，控制器可以配置成将预定电压值提供给温度判定电路。

虽然本发明已经参照具体实施例进行了特别地说明和描述，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上对其做出各种改变。因此本发明的范围由所附权利要求来表示，且因而意为包括落入权利要求的含义和等效范围内的所有变化。

Claims

1.一种电路装置，包括：

电桥电路，其包括至少两个场效应晶体管；

测量电路，其配置成测量由流经所述场效应晶体管的预定电流产生的所述至少两个场效应晶体管之一的体二极管的正向电压。

2.根据权利要求1所述的电路装置，进一步包括：

温度判定电路，其配置成利用所测量的正向电压确定所述场效应晶体管的温度。

3.根据权利要求2所述的电路装置，其中所述温度判定电路进一步配置成利用流经所述场效应晶体管的所述体二极管的预定电流来确定该场效应晶体管的温度。

4.根据权利要求3所述的电路装置，其中所述测量电路配置成确定该电桥电路的操作期间所述场效应晶体管的温度。

5.根据权利要求4所述的电路装置，其中在温度确定期间经过所述场效应晶体管的所述体二极管的预定电流的方向保持恒定。

6.根据权利要求5所述的电路装置，进一步包括：

与所述电桥电路耦合的电机。

7.根据权利要求6所述的电路装置，进一步包括：

控制器，其配置成驱动所述至少两个场效应晶体管的每一个的控制栅极。

8.根据权利要求7所述的电路装置，其中所述控制器配置成从所述至少两个场效应晶体管中选择将被测量温度的场效应晶体管。

9.根据权利要求8所述的电路装置，其中所述控制器进一步配置成确定流经所述电机的预定电流。

10.根据权利要求9所述的电路装置，其中所述控制器配置成为所述温度判定电路提供预定电流值。

11.根据权利要求10所述的电路装置，其中所述控制器配置成延迟所述场效应晶体管的导通时间。

12.根据权利要求11所述的电路装置，其中所述至少两个场效应晶体管配置为功率场效应晶体管。

13.一种电路装置，包括：

电桥电路，其包括至少两个场效应晶体管；

测量电路，其配置成测量由施加到所述场效应晶体管的预定电压产生的流经所述至少两个场效应晶体管之一的体二极管的电流。

14.根据权利要求13所述的电路装置，进一步包括：

温度判定电路，其配置成利用所测电流确定所述场效应晶体管的温度。

15.根据权利要求14所述的电路装置，其中所述温度判定电路进一步配置成利用通过所述场效应晶体管的所述体二极管的预定正向电压确定该场效应晶体管的温度。

16.根据权利要求15所述的电路装置，其中所述测量电路配置成在所述电桥电路操作期间确定该场效应晶体管的温度。

17.根据权利要求16所述的电路装置，其中在温度确定期间所述场效应晶体管的所述体二极管的预定电压的极性保持恒定。

18.根据权利要求17所述的电路装置，进一步包括：

与所述电桥电路耦合的电机。

19.根据权利要求18所述的电路装置，进一步包括：

20.根据权利要求19所述的电路装置，其中所述控制器配置成从所述至少两个场效应晶体管中选择将被测量温度的场效应晶体管。

21.根据权利要求20所述的电路装置，其中所述控制器进一步配置成确定所述电机的预定电压。

22.根据权利要求21所述的电路装置，其中所述控制器配置成将所述预定电压的值提供给所述温度判定电路。

23.根据权利要求22所述的电路装置，其中所述控制器配置成延迟所述场效应晶体管的导通时间。

24.根据权利要求23所述的电路装置，其中所述至少两个场效应晶体管配置为功率场效应晶体管。