CN103370877B - 过电流保护器件以及操作电源开关的方法 - Google Patents

Abstract

过电流保护器件(64)包括最大允许电流单元(34)和电源开关(20)。所述最大允许电流单元(34)实时确定最大允许电流。所述最大允许电流是至少部分地基于负载电压的即时电平被确定的。所述负载电压是要被供电的负载(10)两端的电压。所述电源开关(20)用开关输入(21)连接到电源(12、14)并且用开关输出(23)连接到所述负载(10)，以用于向所述负载(10)提供电源。所述电源开关(20)具有导通状态和非导通状态，并且被安排为响应于通过所述电源开关(20)的电流超过所述最大允许电流的指示而呈现所述非导通状态。还描述了一种操作电源开关(20)的方法。

Description

过电流保护器件以及操作电源开关的方法

技术领域

本发明涉及过电流保护器件以及操作电源开关的方法。

背景技术

电子器件可能包括用于保护器件免受高电流的保护机制。例如，在发生短路、事故或其它类型故障的情况下，可能出现这样的电流。可以安排保护机制来中断已检测到过电流的电路。过电流是大于最大允许电流的电流。保护机制的简单示例是保险丝，当通过保险丝的电流超过了最大允许电流时，保险丝被烧断。也存在电子保护机制。

为给定应用定义最大允许电流可能具有挑战性，因为当第一次接通时，一些电子器件可能吸取较大的电流，以及在器件内的导体被加热之后，这些电子器件吸取相当低的静止电流，。这种现象通常是由于导体的电阻通常会随着导体温度的增加而改变（例如增加）产生的。

例如，被保护的电子器件可以是白炽灯。白炽灯可以例如是卤素灯。在灯被开启之前，灯泡的灯丝温度从而电阻最初可能是非常低的。开启时，灯丝温度可能开始从环境温度上升。由于初始电阻最初可能是非常低的，当灯被开启时可能出现大的初始电流。开启时到负载的大的初始电流被称为浪涌电流。浪涌电流可能是额定电流的很多倍（例如，10倍）。额定电流可以被定义为当负载达到恒定温度时通过负载的电流。额定电流、平稳电流和稳态电流的表达可以是可互换的。浪涌电流和稳态电流可能取决于施加到灯上的电压。施加到灯上的电压可能进而是电源电压的函数。该电源电压可以尤其是例如通过电池提供的直流（DC）电压。DC电压是在例如在负载可以被开启或关闭的大数目周期的长时间内保持基本不变的电压。保护机制应该允许浪涌电流流入负载，例如在线束中，但仅仅在指定的时间，例如在开启灯之后不超过一百毫秒。

国际专利申请公开WO2006/111187A1(Turpin)描述了具有连续地或间歇地调节的电流限定的电流驱动电路。该调节可以基于负载阻抗随着时间的变化，该变化可以基本上等效于温度变化。

发明内容

如所附权利要求中所描述的，本发明提供了过电流保护器件以及操作电源开关的方法。

本发明的具体实施例在从属权利要求中被陈述。

根据下文中描述的实施例，本发明的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。

附图说明

参考附图，仅仅通过示例的方式，描述了本发明的进一步细节、方面和实施例将。在附图中，类似的符号被用于表示相同的或功能相似的元素。为了简便以及清晰，图示了附图中的元素并且其不一定按正比绘制。

图1示出了对于被施加到负载的电压的不同幅度作为温度的函数通过示例负载的电流的示意图。

图2示意性地示出了过电流保护器件的实施例的示例。

图3示出了根据实施例的示例的作为时间的函数的第一电流、第二电流和最大允许电流的示意图。

图4示意性地示出了过电流保护器件的实施例的示例。

图5示出了根据实施例的示例的脉冲宽度调制（PWM）信号、导通检测信号和最大允许传感器信号的示意图。

图6示意性地示出了最大允许电流单元的实施例的示例。

图7示出了操作电源开关的方法的示例的示意流程图。

图8示出了根据实施例的示例的第一最大允许电流分布和第二最大允许电流分布的示意图。

图9示意性地示出了过电流保护器件的实施例的另一个示例。

图10示出了根据实施例的示例的最大允许电流对负载两端的电压（负载电压）的示意图。

图11示出了根据实施例的示例的最大允许电流对负载电压的示意图。

图12示出了根据实施例的示例的最大允许电流对负载电压的示意图。

图13示意性地示出了最大允许电流单元的实施例的另一个示例。

图14示出了根据实施例的示例的作为时间的函数的开关控制信号、负载电压、生成的电流、以及最大允许电流的示意图。

图15示出了根据检测到过电流的示例的作为时间的函数的开关控制信号、负载电压、生成的电流、以及最大允许电流的示意图。

图16示出了操作电源开关的方法的示例的示意流程图。

图17示出了负载电压的上升沿和下降沿的示例的示意图。

具体实施方式

由于本发明说明的所图示的实施例可能大部分是通过使用本领域技术人员所熟知的电子元件和电路被实现的，所以细节不会在比认为理解以及认识本发明基本概念有必要的程度大的任何程度上进行解释。以不混淆或偏离本发明的教导。

图1通过示例的方式图示了当电压被施加到负载时作为负载的温度T的函数流过负载的电流I。在任何给定温度T，电流I可以是所施加的电压V的增函数。例如，根据欧姆定律V=R*I，电流可以与所施加的电压V相关，其中R是电阻负载。在图中，对于所施加的电压的6个不同平稳值，即9伏、12伏，13伏、14V、16V和18V，针对摄氏度（℃）为单位的温度T绘制了安培电流I（A）。负载可以例如是白炽灯。在图中，产生的电流I被认为对于每表示的电压值是温度T的减函数。例如，以18V的施加电压所看到的电流I从在温度为-40°C的大约86A降到温度为80°C的大约51A。当然，这些值与负载的具体示例相关并且不同的负载可能会有所不同。

图可能代表最常见的情况，即负载的电阻增加，从而电流I随着温度T平稳地减小的情况。然而，应指出，本发明公开不限于这种情况，可以也以不同的方式适用于具有取决于温度的电阻的负载。

图2以示意的和简化的方式示出了过电流保护器件18的实施例的示例。在本示例中，负载10例如通过导体16耦合于第一电压电源12和第二电压电源14之间。负载10可以例如是白炽灯、阴极线、半导体器件、或任何其它类型的电负载。负载10的电阻可以具有正温度系数。第一电压电源和第二电压电源可以例如是电压源的端子。电压源可以例如是电池、燃料电池、燃料电池堆、太阳能电池或太阳能电池组、或任何其它类型的电压提供器。在本示例中，第一电压电源12提供正电源电压以及第二电压电源14是接地电位（接地）。过电流保护器件18可以是可操作地连接负载10以及将负载10从第一和第二电压电源12、14的或两个断开。在本示例中，过电流保护器件18耦合于第一电压电源12和负载10之间。在本示例中，过电流保护器件18可操作地将负载10从第一电压电源12断开。例如，过电流保护器件18可能完成并且替选地中断导体16以将负载10耦合于电源电压或将负载10从电源解耦。

如所示出的，根据本发明的示例实施例，过电流保护器件18可以包括开关单元48和脉冲宽度调制（PWM）单元26。开关单元48可以例如是智能开关，例如由申请人以极限开关的名称出售的。PWM单元26可以可操作地生成脉冲宽度调制信号（PWM）控制信号28。开关单元48可以可操作地通过PWM控制信号28被控制。例如，开关单元48可以响应于指示第一状态的PWM控制信号28将负载10连接到电源电压（在本示例中，连接到第一电压电源12）并且响应于指示第二状态的PWM控制信号将负载10从电源电压断开。第一状态和第二状态可以例如分别通过PWM单元26输出的高电压电平和低电压电平指示，反之亦然。PWM控制信号28可以具有在0-1的范围内的占空比。该占空比可以是第一时间间隔的持续时间除以第一和第二时间间隔的组合持续时间，其中第一时间间隔可以是期间PWM控制信号28指示第一状态的时间间隔以及第二时间间隔可以是期间PWM控制信号28指示第二状态的后续时间间隔。PWM控制信号28的占空比可以因此与被施加到负载10的平均电压成正比。

在本示例中，PWM单元26可以可操作地根据电源电压，即根据第一电压电源12和第二电压电源14之间的电压，设置PWM控制信号28的占空比。PWM单元26可以因此可操作地通过改变PWM控制信号28的占空比来补偿电源电压的变化。因而可以确保当在PWM控制信号28的一个周期上求平均时，负载10消耗的功率是恒定的。更具体地，PWM单元26可以设置占空比□以便乘积□*V保持恒定，其中V是电源电压。因此，PWM单元26可以可操作地感测电源电压并且相应地控制负载10。

PWM单元26可以例如是微控制器单元（MCU）。在所示出的示例中，PWM单元26可以包括模数转换器(ADC)50以用于生成指示电源电压的数字值。PWM单元26可以因此可操作地根据所述数字值设置PWM控制信号28的占空比。例如，ADC可能直接地接收模拟值，例如电源电压，以及将数字值输出到PWM单元26的控制输入。

开关单元48可以可操作地响应于通过负载10的电流超过了最大允许电流的指示而将负载10从电源电压断开。如仅仅参照图3通过示例的方式进一步说明的，最大允许电流可以被定义为时间的函数。例如，开关单元48可以感测通过负载10的电流，并判断感测电流是否未超过最大允许电流。

图3中示意性地绘制了作为时间t的函数的第一电流52、第二电流54、最大允许电流56。第一电流52可以例如是当PWM控制信号28具有例如是50％的占空比时通过负载10（见图2）的电流。第二电流54可以例如当PWM控制信号28有1的占空比时，即当PWM控制信号是连续时，在负载10（见图2）内被看到。第一电流52因此是不连续的，而第二电流54关于时间t是连续的。最大允许电流可以例如根据预期的浪涌电流被定义。更具体地，最大允许电流56可以被定义以便允许预期的浪涌电流流过负载10。最大允许电流56可以因此在时间t的任何点都大于预期的浪涌电流。在本示例中，最大允许电流56是时间的减函数。如果X2大于X1暗示F（X2）小于或等于F（X1），函数F（X）被称为递减。如果X2大于X1暗示F（X2）大于或等于F（X1），函数F（X）被称为递增。

在所示出的示例中，最大允许电流56可以是阶跃函数。开关单元48可以可操作地在任何时间t检查通过负载10的电流是否未超过最大允许电流56。更具体地，开关单元48可以可操作地连续地、半连续地或间歇地检查通过负载10的电流是否小于最大允许电流56。间歇地可以意味着例如在第一次开启负载10之后至少两次。半连续地可以意味着PWM控制信号的每周期内至少一次。连续地可能意味着每刻。被认为是时间的函数的最大允许电流56可以被预定义。预定义最大允许电流可以例如通过串行外围接口（SPI）被调节。最大允许电流56可能需要被调节，例如，当负载10被替换为有不同特性的另一个负载（未示出）时。

现在参照图4，示出了过电流保护器件18的实施例的示例。过电流保护器件18可以包括参照图2在上述描述的过电流保护器件18的特征。过电流保护器件18可以例如是极限开关，或包括极限开关。过电流保护器件18可以包括最大允许电流单元34以用于确定依赖时间的最大允许电流，该最大允许电流至少部分地基于电压电源12提供的电源电压的电平被确定。过电流保护器件18可以进一步包括电源开关20，该电源开关20可用开关输入21连接到所述电压电源以及用开关输出23连接到负载10，以用于给所述负载10供电。电源开关20可以有导通状态和非导通状态并且可以被安排以响应于通过电源开关20的电流超过了最大允许电流的指示而呈现非导通状态。

在本示例中，过电流保护器件18包括最大允许电流单元34以用于确定依赖时间的、至少部分地基于电源电压的电平的最大允许电流，以及电源开关20有导通状态和非导通状态。最大允许电流单元可以因此使最大允许电流适应电源电压的变化。这可以使得过电流保护器件18更可靠。例如，最大允许电流可以是电源电压的增函数。最大允许电流可以尤其与电源电压成正比。最大允许电流单元的实施例可以包括ADC以用于生成指示电源电压的数字值。

过电流保护器件18可以还包括负载10，例如与电源开关20串联耦合的白炽灯。电源开关20可以被安排以响应于通过电源开关20的电流超过最大允许电流（例如，图8中所绘制的最大允许电流I1、I2中的一个）的指示而呈现非导通状态。为此，过电流保护器件18可以包括电流传感器42以用于确定流过电源开关20的电流值。

过电流保护器件可以包括开关控制器22以用于根据脉冲宽度调制控制信号28交替地将电源开关20设置为导通状态和非导通状态。过电流保护器件18可以还包括导通检测器30以用于检测导通事件。导通事件可以包括例如：脉冲宽度调制控制信号28指示在有至少最小关闭时间的长度的时间间隔期间,电源开关20将呈现非导通状态，随后脉冲宽度调制控制信号28指示电源开关20将呈现导通状态。最大允许电流单元可以可操作地响应于检测导通事件的导通检测器30而确定电源电压。替选地或此外，最大允许电流单元34可以可操作地根据电源电压的即时值确定最大允许电流。替选地或此外，最大允许电流单元34可以可操作地作为电源开关20处于导通状态的累积时间的函数确定最大允许电流。最大允许电流可以例如大于预期的浪涌电流。例如，最大允许电流可以是时间的减函数。

过电流保护器件18可以包括用于指示当前参考时间的计时器。参考时间可以例如是关于合适初始时间，例如关于导通事件的通常的物理时间。物理时间是通常的、不间断时间，如可以由连续地运行的计时器测量的时间。替选地，参考时间可以例如是由于导通事件，电源开关处于导通状态的累积时间。计时器可以尤其是参照图6描述的计时器60。计时器可以与预定义的重置值相关联。重置值可以例如是零。计时器可以例如响应于导通检测器30检测到导通事件被重置为重置值。最大电流单元可以因此被安排以根据电流参考时间确定最大允许电流。

过电流保护器件18可以还包括用于至少部分地基于电源电压定义占空比，以及用于生成脉冲宽度调制控制信号28以便脉冲宽度调制控制信号28有定义的占空比的脉冲宽度调制单元26。占空比可以例如与电源电压成反比。

在所示出的示例中，过电流保护器件18与负载10串联耦合在第一电压电源12和第二电压电源14之间的。电压电源12、14可以被安排以提供电源电压。过电流保护器件18可以包括例如导体16、电源开关20、开关控制器22、PWM单元26、导通检测器30、最大允许电流单元34、比较器38以及电流传感器42。导体16可以例如是参照图2在上面所描述的那种。此外，PWM单元26可以例如也是参照图2在上面所描述的那种。相同的近似适用于电压电源12、14和负载10。

过电流保护器件18可以例如按照如下进行操作。PWM单元26可以例如响应外部信号（未示出），例如开启/关闭负载10的用户输入信号。PWM单元26可以生成PWM控制信号28。PWM模块26可能根据电源电压，调节PWM控制信号28的占空比。该电源电压可以例如是第一电压电源12和第二电压电源14之间的电压。在本示例中，PWM单元26可以通过导体16感测电源电压。本领域技术人员将了解图中导体的表示可以是示意的，并且本发明所讨论的过电流保护器件18的每一个组件可以实际上耦合于第一电压电源12和/或第二电压电源14。PWM控制信号28可以被馈送到开关控制器22和导通检测器30。

在本示例中，导通检测器30可以评估PWM控制信号28以检测例如导通事件和/或关闭事件。例如，导通检测器30可以生成指示已检测导通事件的导通检测信号32。导通事件可以例如被定义为PWM控制信号28指示在有至少最小关闭时间的长度的时间间隔期间，电源开关20将呈现非导通状态，随后脉冲宽度调制控制信号28指示电源开关20将呈现导通状态。导通事件可以对应于图3中的时间t=0。

最大允许电流单元34可以例如作为时间t的函数确定最大允许电流，其中时间t是从导通事件测量的。此外，最大允许电流单元34可以不仅仅根据时间，而且也根据电源电压确定最大允许电流（例如，图3中的电流56）。电源电压可以例如是由导体16提供的电压。电源电压可以例如关于第二电压电源14，例如关于接地被定义。例如，最大允许电流单元可以作为在时间t=0的电源电压的函数确定给定时间t的最大允许电流，即作为在例如导通事件的时间的电源电压的函数。例如，最大允许电流单元34可以响应于导通检测器30检测到导通事件而感测电源电压。或者，最大允许电流单元34可以例如根据电源电压的即时值确定最大允许电流。换句话说，最大允许电流单元34可以根据后面的示例作为时间t和相同时间t的电源电压的函数确定最大允许电流。最大允许电流单元34可以生成指示最大允许电流的信号36。最大允许电流信号36可以尤其是即时信号。例如，最大允许电流信号36可以指示在生成最大允许传感器信号的时间的最大允许电流。这可以确保最大允许传感器信号36可以与通过负载10的实际电流相互关联。

最大允许传感器信号36被馈送给比较器38。同时，电流传感器42可以生成传感器信号44。传感器信号44可以指示通过负载10的电流，或相当于，通过电源开关20的电流。例如，传感器信号44可以指示通过负载10的电流。比较器38可以确定传感器信号44所指示的感测电流是否超过例如由最大允许传感器信号36所指示的最大允许电流。比较器38可以生成比较信号40。比较信号40可以例如指示感测电流是否小于最大允许电流。例如，当感测电流小于最大允许电流时，比较器38可以输出真（例如，高电压电平所表示的），以及当感测电流大于最大允许电流时，比较器38可以输出假（例如，低电压电平所表示的）。

PWM控制信号28和比较信号40可以例如被馈送给开关控制器22。基于PWM控制信号28和比较信号40，开关控制器22可以例如确定电源开关20是否被设置为导通状态或非导通状态。开关控制器22可以生成开关控制信号24。开关控制器22可以例如是与门。在这种情况下，与门22可以接收作为输入信号的PWM控制信号28和比较信号40以及输出作为输出信号的开关控制信号24。或者，电源开关20可以如开关控制信号24所指示的呈现其导通和非导通状态。例如，当PWM控制信号28和比较信号40都指示真时，开关控制器22可能输出真以用于将电源开关20设置为导通状态。相反，当PWM控制信号28和比较信号40中的一个或两个指示假时，开关控制器22可以输出假以用于将电源开关20设置为非导通（绝缘）状态。在导通状态，当电压被施加于其间时，电流可以在开关输入21和开关输出23之间流动。在非导通状态，假定相同的电压，在开关输入21和开关输出23之间的电流可以比导通状态的电流低很多。电源开关20可以例如是晶体管。开关输入21和开关输出23可以例如分别是源极和漏极，反之亦然。

现在参照图5，PWM控制信号28、导通检测信号32、以及最大允许电流信号36的示例以示意的和简化的方式被绘制。在图中，清晰起见，三个信号28、32和36相对于彼此沿着垂直轴（V轴）偏移。最大允许电流信号36可以取决于导通检测信号32。导通检测信号32可以取决于PWM控制信号28。这些信号中的每一个都可以例如通过电压V表示。例如，PWM控制信号28可以通过PWM单元26输出的电压表示。导通检测信号32可以例如通过导通检测器30输出的电压表示。最大允许电流信号36可以例如通过最大允许电流单元34输出的电压表示。在本示例中，PWM控制信号28内的任何从低到高的转换（上升沿）可以触发导通检测信号32内的相应的上升沿。在当导通检测信号32是高的时侯出现的PWM控制信号28内的上升沿可以对导通检测信号32不产生影响。PWM控制信号28内的任何从高到低的转换（下降沿）可以触发导通检测信号32内的下降沿，具有延迟T_min，除非PWM控制信号28内的下降沿在定义的延迟T_min内接着上升沿。延迟T_min可以例如是1.4秒。因此，如果下降沿在定义的延迟内接着上升沿，PWM控制信号28内的下降沿可以对导通检测信号32不产生影响。

在示例中，PWM控制信号28展示了在时间t1、t3、t5、t8、以及t10的上升沿以及在时间t2、t4、t6、T9、T11的下降沿。在示例中，在时间t2、t4以及t9的下降沿对导通检测信号32不产生影响，这是因为它们分别在定义的延迟内接有时间t3、t5、以及t10的上升沿。在示例中，只有在时间t6的PWM控制信号28内的下降沿没有在定义的延迟T_min内接有上升沿。因此，在时间t6的PWM控制信号28内的下降沿触发了在导通检测信号32内的下降沿，即，在时间t7的下降沿。时间t7是时间t6加上延迟，即T7=T6+T_min。在时间t8的PWM控制信号28内的上升沿然后触发了在时间t8的导通检测信号32内的上升沿。导通检测信号32内的上升沿和下降沿可以分别指示导通和关闭事件。在示例中，导通事件在时间t1和t8被检测到。关闭事件例如在t7被检测到。

每一个检测的导通事件可以触发最大允许电流单元34根据预定义最大允许电流分布，控制信号幅度或数字信号值（在本示例中，电压）。在本申请中，电流分布是被认为是在感兴趣的时间间隔中的时间的函数的电流。最大允许电流单元34可以因此生成最大允许电流信号36。导通事件被检测到的时间可以因此作为最大允许电流分布的初始时间（图3中所示出的示例中的t=0）。

图6以示意和简化的方式图示了最大允许电流单元34的示例实施例。最大允许电流单元34可以例如通过微控制器或专用电路来提供。最大允许电流单元34可以包括处理器58、计时器60、和/或存储器62。存储器62可以例如包含用于使处理器58能够作为时间和电源电压的函数确定最大允许电流的数据。在实施例中，数据可以包括最大允许电流分布和用于使处理器58能够作为电源电压值的函数调整最大允许电流分布的指令。例如，数据可以包括时间缩放因数和/或幅度缩放因数。在相同的或另一个实施例中，数据可以包括查找表以用于定义至少两个不同的最大允许电流分布。处理器58可以例如被安排以作为电源电压的函数选择这些分布中的其中一个。

确定最大允许电流可以还涉及累积时间。累积时间可以例如被定义为在导通事件之后的总时间，电源开关20在该导通事件期间处于导通状态。累积时间因此可以被认为是从最近的导通事件开始的、对PWM控制信号28的时间积分。背后的思想是电源开关处于非导通状态的任何时间可能不导致负载10的温度的上升。因此，任何最大允许电流分布可以关于所述累积时间被定义，而不是关于如图3中所示出的物理时间t被定义。处理器58可以因此在任何时间t确定相应的累积时间。处理器58可以从累积时间确定最大允许电流。计时器60可以响应于检测的导通事件被重置。例如，计时器60还可以响应于PWM控制信号28内的下降沿被设置为停止模式以及响应于PWM控制信号28内的上升沿被设置为运行模式。停止模式是计时器60处于非活动状态的模式。运行模式是计时器60对物理时间计数的模式。计时器60可以因此对累积时间计数。

因此，最大允许电流单元34可以包括存储器62。该存储器包含用于作为至少时间变量和电源电压变量的函数来定义最大允许电流的数据。例如，最大允许电流单元34可以可操作地作为电源电压的函数调整最大允许电流分布。最大允许电流单元34可以尤其可操作地在幅度/时间方面调整最大允许电流分布。

现在参照图7，示出了操作电源开关的方法的示例的流程图。根据示例的方法包括根据施加的电源电压确定最大允许电流，以及响应于通过所述电源开关的电流超过了最大允许电流的指示将电源开关设置为非导通状态。确定最大允许电流可以包括检测导通事件，以作为对其的响应，确定电源电压。

如在步骤602所示出的，可以确定是否已检测导通事件。在这种情况下，过程可以继续步骤604，否则，过程可以返回到步骤602。

在步骤604，电源电压的值或幅度可以被确定。这可以涉及例如使用电压传感器测量电源电压。

在随后的步骤606，最大允许电流值可以基于即时时间t和在前面的步骤604确定的电源电压被生成。如参照图6在上面所描述的，生成最大允许电流值可以涉及例如咨询查找表和/或确定累积时间。

在随后的步骤608，可以确定通过电源开关的电流是否小于在前面的步骤606确定的最大允许电流。如果确定通过电源开关的电流大于最大允许电流，电源开关可被设置为非导通状态；否则，不采取任何行动。

在随后的步骤610，可以确定是否已检测到关闭事件。如果已检测到关闭事件，过程可以返回到步骤602，否则，过程可以返回到步骤606。在另实施例中（未示出），过程可以返回到步骤604而不是步骤606。换句话说，电源电压可以响应于导通事件（如图7中所图示的）或紧接之前的生成了最大允许电流值的每一个步骤606被确定。实际上，电源电压可以在很多导通和关闭周期都是相当恒定的。在这种情况下，如附图中所图示的，在每一个导通事件之后确定电源电压仅一次可以完全足够。

现在参照图8，第一最大允许电流I1和第二最大允许电流I2以示意的和简化的方式作为时间t的函数被绘制。如参照图6在上面所描述的，时间t可以是通常的物理时间或累积时间。例如，最大允许电流单元34可以生成第一或第二最大允许电流分布，即I1或I2，这决于被施加到过电流保护器件18的电源电压。当然，最大允许电流保护单元36可以被安排以生成或在两个以上的不同最大允许电流分布中进行选择。例如，最大允许电流单元34可以被安排以生成或通过使用缩放比因数在一组连续最大允许电流分布中进行选择。在本示例中，I1和I2的关系如下：

I2（T）=A*I1（B*T）

其中A是幅度缩放因数以及B是时间缩放因数。在示例中，A=2以及B=2。最大允许电流单元34可以被安排以根据电源电压确定缩放因数。因此，缩放因数A和/或B可以是电源电压V的函数。如上面所提到的，电源电压V可以例如是在定义的时间，即在检测到导通事件之后测量的电源电压，或实时测量的电源电压。

最大允许电流I1和I2可以对应于预期的浪涌电流。I1和/或I2可以相对于各浪涌电流偏移某个固定的偏移。因此，在正常操作期间，即如果没有故障或事故发生期间，可以确保流经电源开关的实际电流可以总是小于最大允许电流。在示例中，I2对应于大于I1的电源电压。I2可以更快地倾向于其平稳值，因为假定相同的占空比，较高的电源电压可以暗示负载的温度上升的更快。

一般来说，最大允许电流单元34可以被安排以作为电源电压V和时间t的函数确定最大允许电流I_max（V、t）。该确定可以涉及例如如参照图8在上面所描述的缩放因数。然而，该确定也不一定涉及缩放因数。尤其，第一电压值V=V1的最大允许电流I_max（V、t）不一定必须与不同的第二电压值V=V2的最大允许电流I_max（V、t）相关。例如，最大允许电流单元34可以例如被安排以通过使用查找表给一组电压值中的每一个都分配最大允许电流分布。

图9示意性地示出了过电流保护器件64的实施例的另一个示例。过电流保护器件64尤其可以包括例如通过导体16与电源开关20串联耦合的负载10。负载10可以例如是灯，例如白炽灯、或任何其它电流拉制器件。电源电压V_supp可以通过第一电压电源12和第二电压电源14被施加到负载10两端。电源电压可以被定义为第一电压电源12和第二电压电源14之间的电压。电源电压尤其可以是例如通过电池、燃料电池或AC-DC电压转换器提供的DC电压。

电源电压不同于负载10两端的电压（负载电压）。在示例中，负载电压可以是第一节点68和第二节点70之间的即时电压。节点68和70可以例如是用于接触负载10的触点以能够给负载10供电。尽管电源电压可被认为是恒定的或缓慢变化的，负载电压尤其可以取决于电源开关20的即时状态。例如，当开关20处于导通状态时，负载电压可以基本上等于电源电压。另一方面，当开关20处于其非导通状态时，负载电压可以相当低，例如下降到零。此外，电源开关20的任何状态变化可以对负载电压有一定延迟影响。

电源开关20可以被安排以通过至少一个中间状态从非导通状态转换为非导通状态。例如，电源开关20可以能够呈现离散的或连续数量的位于非导通状态和导通状态之间的中间状态。换句话说，电源开关20的导电率可以呈现一个或多个位于最小导电率值和最大导电率值之间的中间值。最小导电率值和最大导电率值可以假定在例如在整个本申请中分别被称为“非导电”状态和“导电”状态的两种状态中。电源开关20可以因此能够通过一个或多个中间状态从导通状态转换为非导通状态，反之亦然。导通状态和非导通状态之间的连续的或逐步的转换可以是电源开关20的固有特性，或电源开关20可以例如是由开关控制器22以平稳而不是即刻的方式在两个主要状态（即非导通状态和导通状态）之间转换。因此，负载电压的转换率可以会受到限定。这可以允许例如减少器件64可以产生的电磁噪声，尤其是如果电源开关20是根据脉冲宽度调制（PWM）信号操作的话。控制开关20的状态转换可以因此允许满足电磁兼容性（EMC）要求。

在本示例中，过电流保护器件64可以还包括用于根据脉冲宽度调制控制信号28交替地将电源开关20设置为导通状态和非导通状态的开关控制器22。开关控制器22可以例如被安排以生成用于交替地将电源开关20设置为导通状态和非导通状态的开关控制信号24。开关控制器22可以例如响应用户输入（未示出），该用户输入可以使用户通过开关控制器22和开关20开启和关闭负载10。在本示例中，例如，如参照图4在上面所描述的，开关控制器22可以响应例如由脉冲宽度调制单元26生成的脉冲宽度调制信号28。

过电流保护器件64可以还包括最大允许电流单元34、电流传感器42、以及比较器38。电流传感器42可以例如耦合于开关20和负载10之间。电流传感器42可以被安排以生成可以指示通过电源开关20的即时电流的传感器信号42。电源开关20和负载10串联，传感器信号44可以同样指示通过负载10的即时电流。最大允许电流单元34可以被安排以生成指示最大允许电流的最大允许电流信号36。比较器38可以被安排以比较传感器信号44和最大允许电流信号36。更具体地，比较器38可以被安排以检查传感器信号44所指示的即时电流是否未超过最大允许电流信号36所指示的最大允许电流I_max。比较器38可以被安排以生成指示通过开关的电流是否超过最大允许电流I_max的比较信号40。开关控制器22可以被安排以基于比较信号40生成开关控制信号24。开关控制信号22可以因此响应于比较信号40指示通过开关20的电流超过了最大允许电流I_max而将电源开关20设置为非导通状态。电流传感器42、最大允许电流单元34和比较器38因此提供了过电流保护机制。

过电流保护器件64可以还包括用于例如通过分析PWM信号28检测导通事件的导通检测器30。该导通事件可以例如包括脉冲宽度调制控制信号28指示在有至少最小关闭时间的长度的时间间隔期间电源开关20将呈现非导通状态，随后脉冲宽度调制控制信号28指示电源开关20将呈现导通状态。

最大允许电流单元34可以被安排以实时生成最大允许电流信号36。最大允许电流单元34可以例如被安排以根据参考时间生成最大允许信号36。参考时间可以例如是物理时间或负载被通电的累积时间。最大允许电流单元34可以例如测量相对于导通事件的参考时间。

过电流保护器件64可以不同于参照图4在上面所描述的过电流保护器件18，在于它可以可操作地基于负载电压而不是基于电源电压确定最大允许电流。然而，过电流保护器件18的特性和过电流保护器件64的特性绝非意指排他的，并可以在单一器件中被结合在一起。例如，基于电源电压和负载电压确定最大允许电流可以是有益的。

根据所示出的示例，过电流保护器件64可以包括最大允许电流单元34以用于实时确定最大允许电流，该最大允许电流是至少部分地基于负载电压的即时电平被确定的，该负载电压是被供电的负载10两端的电压。过电流保护器件64可以还包括与用开关输入21连接到电源并且用开关输出23连接到所述负载10以用于给所述负载10供电的电源开关20。电压电源可以例如是低于电压电源12或第二电压电源14。该电源开关20可以有导通状态和非导通状态，并且被安排以响应于通过电源开关20的电流超过了最大允许电流的指示而呈现非导通状态。

更具体地，最大允许电流单元34可以被安排以确定依赖通过负载10的即时电压（负载电压）的最大允许电流。如上面所指出的，负载电压在定义上不同于电源电压。在本示例中，电源电压可以例如是包括开关20、电流传感器42和负载10的一系列组件两端的电压，而负载电压可以是负载10所经历的电压。在本示例中，负载电压可以因此是节点68和70之间的即时电压。最大允许电流单元34可被安排以仅仅根据负载电压，替选地（在本例中）根据负载电压和其它变量，例如物理时间或累积时间，或温度，例如负载的温度确定最大允许电流。例如，最大允许电流单元34可以被安排以确定最大允许电流以便允许浪涌电流流过开关，其中最大允许浪涌电流在随后的时间可以大于最大允许电流，例如，如参照图1至图3所图示的。

在任何情况下，即不论最大允许电流是否被定义为其它变量的函数，基于负载电压确定最大允许电流可以是有益的，因为可以允许检测过电流，同时负载电压，即负载10两端的即时电压低于将要被施加到负载10两端的额定电压。例如，最大允许电流单元可以可操作地在电源开关20从非导通状态到导通状态的转换期间确定负载电压的即时电平上的最大允许电流。因此，最大允许电流可以适应于在电源开关20从非导通状态到导通状态的转换期间、反之亦然的负载电压的变化。最大允许电流可以例如对于较低负载电压被定义为很低。因此，过电流保护机制的灵敏度可以对于负载电压的较低值而增加。

值得注意的是负载，例如负载10，通常有一定的电阻或阻抗。当开关20从其非导通状态转换为导通状态时，通过负载10和开关20的电流可以因此以可以对应于负载10的电阻或阻抗的速率增加。如果负载10的电阻或阻抗，例如由于节点68和70之间的短路而非常小的话，电流传感器42感测的电流可以在负载电压达到其额定值之前超过最大允许电流。根据负载电压定义最大允许电流因此在负载10“完全开启”之前的开关转换期间提供了评估负载阻抗/电阻的方式。

当然，最大允许电流单元34可以可操作地不仅仅在开关转换期间而且连续地确定最大允许电流。最大允许电流单元34可以因此在开关转换期间以及在中间（即在当开关处于静止状态时）实时确定最大允许电流。

在所示出的示例中，在负载10的高侧的电压电平可以在节点68被摘除并被提供给最大允许电流单元34。同样，在负载10的低侧的电压水平可以在节点70被摘除并被提供给最大允许电流单元34。在示例中，负载电压是这两个电压电平之间的差异。

最大允许电流单元34可以可操作地确定最大允许电流使得最大允许电流是负载电压的增函数。此外地或者替选地，最大允许电流单元34可以可操作地确定最大允许电流使得最大允许电流在负载电压是零时为正。此外地或者替选地，最大允许电流单元34可以可操作地确定最大允许电流使得最大允许电流是负载电压的有界函数。在数学上，如果函数的值的集合是有界的话，函数被称为有界函数。这些和其它方面将在下面被进一步描述，具体是参照图11、图12和图13。

图10图示了关于负载电压V_load定义最大允许电流I_max的各种可能方式的一个示例。在示例中，I_max可以与V_load成正比。这样的定义可以相当于给负载10的电阻或阻抗设置下限值。负载10的最小允许电阻或阻抗可以因此被定义。

图11图示了另一个示例。在本示例中，对于小于第一电压电平V1的负载电压电平，I_max可以是恒定的和正的（值I1）。对于位于V1和第二电压电平V2之间的负载电压，最大允许电流可以增加到第二电流电平I2。I_max可以例如线性地增加。对于高于V2的负载电压电平，I_max可以呈现恒定的电流电平I2。

这样的定义可以提供至少两个优点。首先，有正零偏移I1的最大允许电流可以使得过电流保护机制对在很低的负载电压电平处难以控制的电流波动敏感。其次，有界的最大允许电流（例如，对于例如大于V2的V_load的负载电压的高电平，有恒定的电流电平I2）可以确保过电流保护机制也可以提供过电压保护。事实上，非常高的负载电压可以被期望导致通过开关20和负载10的非常高的电流。即使当负载10的电阻/阻抗在允许的范围之内时，将I_max定义为有界可以因此确保电流在高负载电压电平可以不超过I_max。

图12提供了最大电流I_max是如何被定义为负载电压V_load的函数的另一个示例。在本示例中，最大允许电流I_max可以是负载电压V的阶跃函数。例如，当负载电压低于第一电压电平V1时，I_max可以呈现恒定值I1，以及当负载电压高于V1时，I_max可以呈现较高的第二值I2。例如，V1可以是电源电压V_supp的0.5倍。本示例可以结合了关于图11所提到的两个优势并且此外特别便于实施。

图13以示意的和简化的方式图示了过电流保护器件64的最大允许电流单元34的示例实施例。最大允许电流单元34可以包括包含用于将最大允许电流确定为至少电压变量的函数的数据的存储器62。最大允许电流单元34可以例如通过微控制器或专用电路来提供。最大允许电流单元34可以包括处理器58、计时器60、和/或存储器62。存储器62可以例如包含用于使处理器58能够作为时间和负载电压的函数确定最大允许电流的数据。在一个实施例中，数据可以包括最大允许电流分布以及用于使处理器58能够作为负载电压值的函数调整最大允许电流分布的指令。例如，数据可以包括时间缩放因数和/或幅度缩放因数。在相同的或另一个实施例中，数据可以包括查找表以用于定义至少两个不同的最大允许电流分布。处理器58可以例如被安排以作为负载电压的函数选择这些分布中的一个。最大允许电流单元34还可以包括参照图6所描述的特征。

最大允许电流单元34可以是操作地作为第一函数和第二函数的乘积确定最大允许电流，该第一函数是时间和/或温度的函数，而第二函数是负载电压的函数。第一函数可以例如提供额定最大允许电流。额定最大可允许电流可以例如依赖时间被确定，但独立于负载电压。例如，第一函数可以是电源开关（20）处于导通状态的累积时间的函数。第一函数尤其可以被设计为在第一时段期间允许浪涌电流流过电源开关20，该浪涌电流大于在随后的第二时段期间的最大允许电流。这些和其它方面将在下面被进一步描述，尤其参照图14和图15。

图14通过示例的方式示意性地图示了开关控制信号24、负载电压66、最大允许电流56、以及通过开关20的电流52在时间t的可能变化。在本示例中，开关控制信号24可以通过开关控制器22生成的电压（开关控制电压）来提供。该图集中在电源开关20从其非导通状态转换为导通状态的时间间隔。如所示出的，开关控制电压24在时间t0从第一电压电平V_off（OFF电平）转换为第二电压电平（ON电平）。响应于开关控制电压24从V_off改变到V_on，电源开关20可以以平稳的或逐步的方式从其非导通状态转换为导通状态。其导电率可以因此以平稳的或逐步的方式从与非导通状态相关联的低导电率增加到与导通状态相关联的高导电率。导电率可以因此通过或多个中间导电率值从其低值增加到其高值。从非导通状态到导通状态（接通转换）的转换可以例如在时间t0开始并且在稍后的时间t2结束。在本示例中是时间间隔[t0、t2]的长度的转换时间可以会大大短于PWM控制信号28的占空比。相比于例如超过1毫秒的占空比，接通转换可以例如持续大约100微秒，即0.1毫秒。当然，开关20不一定通过PWM信号被控制，替代地，其可以例如被手动控制。

随着开关20进入其导通状态，负载电压66，即负载10两端的即时电压，可以以平稳的或逐步的方式从其在t0时间的值（例如，零或接地）增加到第二电压电平V2（例如，用于操作负载的额定电压电平）。负载电压66的上升和开关20的状态转换之间的延迟可以忽略不计。换句话说，负载电压66可以与开关20的导电率同步。然而，通常，负载电压66和/或通过负载10的电流相对于开关20的导电率的变化可以会延迟。这可以是由于例如负载10和/或开关20的不可忽略的电容或或电感，或由于一些与负载10和/或开关20串联耦合的某个附加模块（未示出）。

在任何给定时间通过开关20的电流52可以近似等于通过负载10的电流。这两个电流之间的差别可以是由于例如仅仅并联耦合于开关20或负载10的某个可选电路（在图中未示出）。然而，为了理解本发明，表达“通过开关的电流”和“通过负载的电流”可以是可互换的。在本示例中，通过开关20/负载10的电流52可以响应于负载两端的电压66的上升从在时间t0的第一值（例如，零）增加到在时间t2的值I2（例如，固定的或缓慢变化的额定电流）。电流52可以例如与负载电压66成正比。时间t0、t1、以及t2可以例如是T0=0.015毫秒（ms）、时间t1=0.035毫秒、以及t2=0.055毫秒。

在示例中，最大允许电流56可以根据负载电压66被确定。最大允许电流56可以例如如参照图12所图示的被定义。最大允许电流56可以相应地随着负载电压66的增加而增加。例如，指示如参照图3在上面所描述的被定义的额定最大允许电流56或作为与时间无关的最大允许电流的模拟或数字信号可以根据负载电压66被调制以生成指示额定最大允许电流56的信号。例如，最大允许电流单元34可以用是负载电压66的函数的因数乘以或缩放在每个实例t的最大允许电流值。该因数可以例如是如参照图10至图12所描述的负载电压66的函数。在本示例中，最大允许电流56可以通过将额定最大允许电流值和与在图12中图示的函数I_max成正比的电压依赖因数相乘来确定，该电流值在感兴趣的区间是平稳的。当负载电压66低于第一电平V1时，额定最大允许电流可以相应地用例如0.5的因数缩放，以及当负载电压66高于电平V1时，用例如1的因数缩放。在示例中，负载电压66可以在时间t1呈现电压电平V1。当开关20呈现其导通状态时，V1可以例如是0.5*V2，而V2是负载10两端的固定电压。在示例中，电流52在图中所示出的所有时间t都小于最大允许电流56，并且电源开关20相应地被控制以保持在导通状态。

换句话说，最大允许电流I_max（t）可以被表示为例如乘积f1（t）*f2（V_load（t）），其中第一函数f1指示如参照图1至图8所描述的额定最大允许电流，以及第二函数f2（V_load（t））根据负载电压调制额定最大允许电流。因此，当考虑在较长的时间内，即长于图14中所示出的时间时，最大允许电流I_max（t）可以类似于例如图3中的图56调制，然而根据f2（V_load（t））。负载电压V_load（t）进而可以大致上与PWM控制信号28（如果使用这样的信号）成正比并且尤其示出了相同的频率（例如，大约1kHz）。因此，额定最大允许电流可以用PWM控制信号28的频率调制。

回到图15，参照图14在上面所描述的数量，即开关控制电压24、负载电压66、通过过开关的电流52、以及最大允许电流56通过示例的方式现在对于一情况被说明，在该情况中负载10的电阻或阻抗低于最小允许电阻/阻抗或在负载10两端有短路。因此，图15涉及一种其中过电流保护机制被期望将开关20设置为非导通状态以中断导体16的情况。

在本示例中，开关控制电压24可以例如响应于PWM控制信号28的上升沿或响应于某个其它输入信号在时间t0从V_off上升到V_on。响应于开关控制电压24，开关20可以以平稳的或逐步的而不是即刻的方式进入导通状态。负载电压66可以因此平稳地或逐步地上升。电路52可以响应于负载电压66的增加而上升。在当前情况下，相比于图14的情况，电流52相对于电压66的变化率较高。这可以是由于例如负载有过低的电阻或短路。在示例中，电流52在时间t3达到最大允许电流56。时间t3可以大于t0但小于t1。响应于电流52超过最大允许电流56，开关控制电压24可以从其电平V_on下降到电平V_off。这进而可以触发电源开关20返回到非导通状态。在示例中，开关20可以在时间t3和t1之间的时间呈现不导通状态。负载10两端的电压66可以因此在时间t3和t1之间的时间下降到其初始电平（在示例中是接地或零）。电流52可以相应地减小。在示例中，电流52可以在时间t3和t1之间的时间达到其初始值零。

值得注意的是，在本示例中，开关20被触发以在负载电压66低于参照图14在上面提到的电压电平V1的时间返回到非导通状态。负载电压66可以因此未达到V1。最大允许电流56可以因此在图中所表示的所有时间t呈现值I1。

在时间t3之后的时间，例如，在预定义的延迟后（图中未示出），开关控制电压24可以再次从OFF电平V_off上升到ON电平V_on。替选地，过电流保护器件64可以阻止开关20以确保开关20在已检测到电流52已达到或超过了最大允许电流56之后保持在非导通状态。例如，过电流保护器件64可以响应于电流52达到最大允许电流56设置错误标识。

现在回到图16，图示了操作电源开关的方法的示例。电源开关可以例如是参照图9在上面所描述的过电流保护器件64内集成的电源开关20。因此，电源开关20可以有导通状态和非导通状态。该方法可以例如包括将负载10和电源开关20串联连接;在负载10和开关20两端施加电源电压以用于给负载10供电以生成负载电压，该负载电压是在负载10两端的电压；至少部分地基于负载电压的即时电平实时确定最大允许电流；以及响应于通过电源开关20的电流超过最大允许电流的指示将电源开关20设置为非导通状态。所述确定可以特别包括在电源开关20从非导通状态到导通状态的转变期间实时确定最大允许电流。

在块702，可以确定导通事件是否已发生。导通事件可以是可以指示与开关串联的负载旨在被通电的任何事件。导通事件可以例如是旨在给负载供电的用户操作，或PWM控制信号例如PWM控制信号28的占空比增加到大于指定阈值。参考时间t，例如开关处于导通状态的累积时间，可以被设置为零。参考时间可以作为确定最大允许电流的参考。如果已检测导通事件，流程可以继续进行；否则，流程可以返回到例如块702。

在随后的块706，最大允许电流可以根据负载两端的即时电压被确定。负载两端的即时电压（负载电压）可以例如是参照图14和15在上面所描述的负载电压66。最大允许电流可以例如是依赖时间的额定最大允许电流，该额定最大允许电流实时乘以负载电压的增函数。额定最大允许电流和/或负载电压的所述函数可以例如被硬件或存在于存储器内的数据预定义。

在随后的块708，可以检查通过开关的即时电流是否低于因此确定的即时最大允许电流。如果确定通过开关的电流超过了最大允许电流，开关可以被触发以呈现其非导通状态。

在随后的块710，可以检查关闭事件是否已发生。关闭事件可以是可以指示负载旨在被关闭的任何事件。如果已检测到关闭事件，流程可以返回到例如块702，否则，流程可以返回到例如块706。

现在参照图17，图示了图9中所示出的负载10两端的电压66的上升沿66-A和下降沿66-B的示例。在示例中，负载电压66可以响应于开关20从其非导通状态转变为导通状态从其最小值逐渐地上升到其最大值。同样，负载电压66可以响应于开关20从其导通状态转变为非导通状态从其最大值逐渐地下降到其最小值。最小电压值和最大电压值可以例如分别是0伏和12伏。最大电压值可以例如是电源电压。值得注意的是，上升时间即上升沿的持续时间以及下降时间即下降沿的持续时间可以相等。例如，上升沿66和下降沿66最初都可以各自有大约为100微秒的长度。上升时间可以足够长以允许实时作为负载电压的函数确定最大允许电流，以便在负载电压达到其最大之前能够检测到过电流情况。

比较过电流保护器件18和过电流保护器件64，可注意到，这两个器件可以至少在各自的最大允许电流单元34可以确定最大允许电流的方式方面不同。过电流保护器件18可以至少根据电源电压确定最大允许电流。过电流保护器件64可以至少根据负载电压确定最大允许电流。电源电压可以不受开关20的状态转换的影响。相反，负载电压可以受开关20的状态转换的影响。

每个物理量，例如温度、电压或电流，可以通过值或一组值表示。电压是在给定时间两个特定点之间的电位差。电流是在给定时间流过特定横截面的电荷数量。

在前面的说明中，参照本发明实施例的特定示例已经对本发明进行了描述。然而，很明显各种修改和变化可以在不脱离附属权利要求中所陈述的本发明的宽范围精神及范围的情况下被做出。

本发明所讨论的连接可以是任何类型的连接。该连接适于将信号从或传输到各节点、单元或器件，例如通过中间器件。因此，除非暗示或说明并非如此，连接例如可以是直接连接或间接连接。连接可以被说明或描述为涉及单一连接、多个连接、单向连接、或双向连接。然而,不同实施例可以改变连接的实现。例如,可以使用单独单向连接而不是双向连接,反之亦然。此外,多个连接可以被替换为串行或以时间多路复用方式传输多个信号的单一连接。同样地,携带多个信号的单一连接可以被分离成各种不同的携带这些信号的子集的连接。因此,存在传输信号的许多选项。

虽然具体导电类型或电位极性在示例中已被描述，应了解导电类型和电位极性可以是相反的。

本发明所描述的每一个信号可以被设计为正逻辑或负逻辑。在负逻辑信号的情况下，所述信号是低有效，其中所述逻辑真状态对应于逻辑电平0。在正逻辑信号的情况下，所述信号是高有效，其中所述逻辑真状态对应于逻辑电平1。注意，本发明所描述的任何信号可以被设计为负逻辑信号或正逻辑信号。因此，在替代实施例中，那些被描述为正逻辑信号的信号可以被实施为负逻辑信号，以及那些被描述为负逻辑信号的信号可以被实施为正逻辑信号。

此外，当将信号、状态位、或类似的器件分别变为其逻辑真或逻辑假状态时，术语“断言”或“设置”以及“否定”（或“去断言”或“清除”）在本发明中被使用。如果逻辑真状态是逻辑电平“1”，逻辑假状态是逻辑电平“0”。如果逻辑真状态是逻辑电平“0”，逻辑假状态是逻辑电平“1”。

本领域技术人员将认识到逻辑块之间的界限仅仅是说明性以及替代实施例可以合并逻辑块或电路元件或在各种逻辑块或电路元件上施加替代的分解。因此，应了解本发明描述的架构仅仅是示范的，并且事实上实现相同功能的很多其它架构可以被实现。例如，电源开关20和开关控制器22可以通过集成电路来提供；和/或导通检测器30、最大允许电流单元34、以及比较器38可以通过集成电路来提供。PWM单元26可以在过电流保护器件18内被集成，或形成单独模块。整个过电流保护器件18可以通过集成电路或片上系统(SoC)来提供。

为实现相同功能的任何元件的安排是有效地“关联”以便所需的功能得以实现。因此，为实现特定功能，本发明中结合在一起的任何两个元件可以被看作彼此“相关联”以便所需的功能得以实现，不论架构还是中间元件。同样地，如此关联的任何两个元件还可以被认为是彼此被“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现所需的功能。

此外，本领域技术人员将认识到上述描述的操作功能之间的界限只是说明性的。所述多个操作可以组合成单一的操作，单一的操作可以分布在附加操作中以及操作可以在至少部分重叠的时间内被执行。而且，替代实施例可以包括特定操作的多个实例，并且操作的顺序在各种其它实施例中可以改变。

又如，在一个实施例中，说明的示例可以被作为位于单一集成电路上的电路或在相同器件内的电路被实现。例如，电源开关20和开关控制器22可以通过集成电路来提供；和/或导通检测器30、最大允许电流单元34、以及比较器38可以通过集成电路来提供。PWM单元26可以在过电流保护器件18内被集成，或形成单独模块。整个过电流保护器件18可以通过集成电路或片上系统(SoC)来提供。替选地，所述示例可以作为任何数量的单独集成电路或以合适的方式彼此相联接的单独器件被实现。例如，每一个组件20、22、26、30、34、38、42可以通过单独器件来提供。

又如，示例或其中的一部分可以被实现为物理电路的软或代码表示，或被实现为能够转化成物理电路的逻辑表征，例如在任何合适类型的硬件描述语言中被实现。

此外,本发明不限于在非可编程的硬件中实现的物理器件或单元,但也可以应用在可编程器件或单元中。这些器件或单元通过操作能够执行所需的器件功能。该执行是根据合适的程序代码,例如，主机、微型计算机、服务器、工作站、个人电脑、笔记本、个人数字助理、电子游戏、汽车和其它嵌入式系统、手机和其它无线器件,在本申请中通常表示为“计算机系统”。

然而，其它修改、变化和替代也是可以的。说明书和附图因此被认为是从说明性的而不是严格意义上来讲的。

在说明书和权利要求中，符号“=”表示“等于”。符号“<”表示“小于”。符号“>”表示“大于”。符号“=<”表示“小于或等于”。符号“>=”表示“大于或等于”。区间[A，B]是实数x的集合，使得A=<X=<B。区间（A，B]是实数x的集合，使得A<X=<B。区间[A，B）是实数x的集合，使得A=<X<B。区间（A，B）是实数x的集合，使得A<X<B。

在附图中，器件图中的任何箭头可以表示由箭头所示的方向的转移，除非另有说明。根据上下文，例如，转移可以是电荷转移、信息或数据传输、信号传输、或任何其它类型的传输。此外，任何箭头可以表示允许箭头表示的传输的连接。因此，任何箭头都可以表示传输和连接。根据传输的类型，连接可以例如由数据总线、包括发射器和接收器的对、导电体、或任何其它合适的连接提供。连接不一定由不同组件提供。箭头的方向并不表示单向连接，除非另有说明。换句话说，由单向箭头表示的任何连接可以是单向连接或双向连接，除非另有说明。

在权利要求中，放置在括号之间的任何参照符号不得被解释为限定权利要求。词“包括”不排除其它元素或然后在权利要求中列出的那些步骤的存在。此外，本发明所用的“一”或“一个”被定义为一个或多个。并且，在权利要求中所用词语如“至少一个”以及“一个或多个”不应该被解释为暗示通过不定冠词“a”或“an”引入的其它权利要求元素限定任何其它特定权利要求。所述特定权利要求包括这些所介绍的对发明的权利元素，所述权利元素不仅仅包括一个这样的元素。即使当同一权利要求中包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词，例如“a”或“an”。使用定冠词也是如此。除非另有说明，使用术语如“第一”以及“第二”是用于任何区分这些术语描述的元素的。因此，这些术语不一定表示时间或这些元素的其它优先次序。某些措施在相互不同的权利要求中被列举的事实并不表示这些措施的组合不能被用于获取优势。

Claims (15)

1.一种过电流保护器件(64)，包括：

最大允许电流单元(34)，用于实时确定最大允许电流，以及

电源开关(20)，所述电源开关(20)能用开关输入(21)连接到电压电源(12、14)并且用开关输出(23)连接到负载(10)，用于向所述负载(10)提供电源，所述电源开关(20)具有导通状态和非导通状态，其中所述电源开关(20)被安排为响应于通过所述电源开关(20)的电流超过所述最大允许电流的指示而呈现所述非导通状态，

所述最大允许电流单元(34)被布置为至少部分地基于负载电压的即时电平来确定所述最大允许电流，其中所述负载电压是所述负载(10)两端的电压；过电流保护器件还包括导通检测器(30)，被布置为响应于导通检测信号的上升沿检测电源开关的导通事件；响应于脉冲宽度调制控制信号的上升沿触发导通检测信号的上升沿；以及响应于检测到脉冲宽度调制控制信号的下降沿触发导通检测信号的下降沿，其中脉冲宽度调制控制信号的下降沿在脉冲宽度调制控制信号的上升沿之前具有一定量的延迟。

2.根据权利要求1所述的过电流保护器件(64)，其中所述电源开关(20)被安排为通过至少一个中间状态从所述非导通状态转换为所述导通状态。

3.根据权利要求1或2所述的过电流保护器件(64)，其中所述最大允许电流单元(34)可操作地在所述电源开关(20)从所述非导通状态到所述导通状态的转换期间实时确定所述最大允许电流。

4.根据权利要求1所述的过电流保护器件(64),其中所述最大允许电流单元(34)可操作地作为第一函数和第二函数的乘积确定所述最大允许电流，所述第一函数是时间和/或温度的函数，以及所述第二函数是所述负载电压的函数。

5.根据权利要求4所述的过电流保护器件(64)，其中所述第一函数被设计为允许浪涌电流在第一时段期间流过所述电源开关(20)，所述浪涌电流高于在随后的第二时段期间的最大允许电流。

6.根据权利要求4所述的过电流保护器件(64)，其中所述第一函数是所述电源开关(20)处于所述导通状态的累积时间的函数。

7.根据权利要求1所述的过电流保护器件(64)，其中所述最大允许电流单元(34)包括包含用于作为至少电压变量的函数确定所述最大允许电流的数据的存储器(62)。

8.根据权利要求1所述的过电流保护器件(64)，其中所述最大允许电流单元(34)可操作地确定所述最大允许电流使得所述最大允许电流是所述负载电压的增函数。

9.根据权利要求1所述的过电流保护器件(64)，其中所述最大允许电流单元(34)可操作地确定所述最大允许电流使得所述最大允许电流在所述负载电压是零时为正。

10.根据权利要求1所述的过电流保护器件(64)，其中所述最大允许电流单元(34)可操作地确定所述最大允许电流使得所述最大允许电流是所述负载电压的有界函数。

11.根据权利要求1所述的过电流保护器件(64)，包括用于根据脉冲宽度调制控制信号(28)交替地将所述电源开关(20)设置为所述导通状态和所述非导通状态的开关控制器(22)。

12.根据权利要求10所述的过电流保护器件(64)，包括用于检测导通事件的导通检测器(30)，其中所述导通事件包括：

脉冲宽度调制控制信号(28)指示在具有至少最小关闭时间的长度的时间间隔期间所述电源开关(20)将呈现所述非导通状态，随后接着

所述脉冲宽度调制控制信号(28)指示所述电源开关(20)将呈现所述导通状态。

13.根据权利要求1所述的过电流保护器件(64)，其中所述负载(10)是灯。

14.一种操作电源开关(20)的方法，其中所述电源开关(20)具有导通状态和非导通状态，并且所述方法包括：

将负载(10)和所述电源开关(20)串联连接；

在所述负载(10)和所述开关(20)两端施加电源电压，用于对所述负载(10)供电，由此生成负载电压，所述负载电压是所述负载(10)两端的电压；

实时确定最大允许电流；以及

响应于通过所述电源开关(20)的电流超过所述最大允许电流的指示，将所述电源开关(20)设置为所述非导通状态，

至少部分地基于所述负载电压的即时电平来确定所述最大允许电流；

响应于导通检测信号的上升沿检测电源开关的导通事件；响应于脉冲宽度调制控制信号的上升沿触发导通检测信号的上升沿；以及响应于检测到脉冲宽度调制控制信号的下降沿触发导通检测信号的下降沿，其中脉冲宽度调制控制信号的下降沿在脉冲宽度调制控制信号的上升沿之前具有一定量的延迟。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述确定包括：

在所述电源开关(20)从所述非导通状态到所述导通状态的转换期间实时确定所述最大允许电流。