CN107276015B - 电子切换和保护电路 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电子切换和保护电路。一种示例性电子电路包括：电子开关，包括负载路径；第一保护电路，被配置为基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流‑时间特性生成第一保护信号；以及驱动电路，被配置为基于第一保护信号驱动电子开关。第一保护电路包括模数转换器(ADC)，其被配置为接收表示负载电流的ADC输入信号，在多个连续的采样周期的每一个中对ADC输入信号采样一次，以及输出包括多个值的序列的ADC输出信号，使得每一个值都表示ADC输入信号的对应采样。ADC被配置为在每个采样周期中伪随机地选择采样时间。

Description

电子切换和保护电路

技术领域

本公开总体上涉及电子切换和保护电路，更具体地，涉及用作电子开关和电熔丝的电子电路。

背景技术

熔丝是根据电流和电流流动的持续时间而断开(trip)的保护器件。例如，如果电流高于最大电流，则熔丝基本瞬时断开，如果电流是额定电流或者低于额定电流，则熔丝不断开，以及如果电流在额定电流与最大电流之间，则熔丝在取决于电流的延迟时间之后断开。熔丝可用于保护负载以及位于电源与负载之间的线缆。熔丝的功能可以使用电子开关和驱动电路来实现。

发明内容

一个示例涉及一种电子电路。该电子电路包括：电子开关，具有负载路径；第一保护电路，被配置为基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号；以及驱动电路，被配置为基于第一保护信号驱动电子开关。第一保护电路包括模数转换器(ADC)，被配置为接收表示负载电流的ADC输入信号，在多个连续的采样周期的每一个中对ADC输入信号采样一次，以及输出包括多个值的序列的ADC输出信号，使得每个值表示ADC输入信号的相应采样。ADC被配置为在每个采样周期中伪随机地选择采样时间。

另一示例涉及一种方法。该方法包括：基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号。生成第一保护信号包括：通过模数转换器(ADC)，接收表示负载电流的ADC输入信号，在多个连续的采样周期的每一个中对ADC输入信号采样一次，以及输出包括多个值的序列的ADC输出信号，使得每个值表示ADC输入信号的相应采样。在多个连续的采样周期的每一个中对ADC输入信号采样一次包括：在每个采样周期中在以伪随机选择的采样时间处对ADC输入信号进行采样。

附图说明

以下参照附图解释示例。附图用于示出特定原理，因此仅示出用于理解这些原理所需的方面。附图不需要按比例绘制。在附图中，相同的参考符号表示类似的部件。

图1示意性示出了具有电子开关以及被配置为驱动电子开关的控制电路的电子电路；

图2示出了控制电路的一个示例；

图3示出了图2所示控制电路中的驱动电路的操作的一种方式；

图4示出了驱动电路的一个示例；

图5示出了控制电路的另一示例；

图6示出了电子开关的一个示例；

图7示出了电子开关的另一示例；

图8示出了控制电路中包括的第一保护电路的一个示例；

图9示出了图8所示第一保护电路中的模数转换器(ADC)的一个示例；

图10A和图10B示出了根据一个示例的ADC的特性；

图11示出了图8所示第一保护电路中的滤波器的一个示例；

图12示出了图8所示第一保护电路中的滤波器的另一示例；

图13示出了图12所示滤波器中包括的乘法器的操作；

图14示出了图8所示第一保护电路中的滤波器的另一示例；

图15示出了滤波器的操作的一种方式的定时图；

图16示出了图8所示第一保护电路中包括的比较器电路的一个示例；

图17示出了包括第一保护电路(线保护电路)以及可选的第二保护电路(过电流保护电路)的电子电路的特性曲线；

图18示出了根据一个示例的电流测量信号根据时钟信号的采样；

图19示出了包括多个时钟循环以及在各个时钟循环中具有可变位置的时钟脉冲的时钟信号定时图；

图20示出了被配置为根据图18所示的时钟信号生成图19所示的时钟信号的电路的一个示例；

图21示出了图20所示电路的操作的一种方式的定时图；

图22示出了根据另一示例的控制电路；

图23示出了图22所示控制电路的操作的一种方式的定时图；

图24示出了根据另一示例的控制电路；

图25示出了图24所示控制电路的操作的一种方式的定时图；

图26示出了根据另一示例的控制电路；

图27A和图27B示出了处于不同操作模式的图26所示控制电路的操作的定时图；

图28示出了根据另一示例的控制电路；

图29A至图29C示出了被配置为启动控制电路的测试模式的测试信号的定时图；

图30示出了由处于测试模式的控制电路输出的信号的可能信号电平；

图31示出了测试模式中的信号的定时图；以及

图32示出了根据另一示例的控制电路的电子电路。

具体实施方式

在以下详细描述中，对附图进行参考。附图形成说明书的一部分并且通过说明示出了可以实践本发明的具体实施例。应该理解，本文所述各个实施例的特征可以相互组合，除非另有明确指定。

图1示出了电子电路的一个示例。该电子电路包括电子开关2，其具有控制节点21以及位于第一负载节点22与第二负载节点23之间的负载路径。该电子电路还包括控制电路1，其耦合至电子开关2的控制节点21并且被配置为驱动电子开关2。具有电子开关2和控制电路1的电子电路可以单片集成在一个半导体裸片(芯片)上，或者可以集成在一个集成电路封装件中布置的两个半导体裸片中。该电子电路被配置为驱动可与电子开关2的负载路径串联连接的负载Z(在图1中以虚线示出)，其中，具有电子开关2和负载Z的串联电路可以连接在可使用正电源电位Vbat和负电源电位或地电位GND的电源节点之间。以下将正电源节点与负电源节点之间的电压称为电源电压。

具体地，该电子电路可用于驱动负载Z(汽车中)。在这种情况下，提供电源电压Vbat的电源是车用电池。“驱动负载”可包括通过接通或断开电子电路中的电子开关2来接通或断开负载。负载可以是用于汽车的各种电负载中的任何一种。负载Z的示例包括但不限于不同类型的灯、不同类型的电机、中继、加热系统等。在图1所示示例中，电子开关2和负载Z以高侧配置进行连接。即，负载Z连接在电子开关2和地节点GND之间。然而，这仅仅是示例。电子开关2和负载Z还可以低侧配置或者任何其他配置进行连接。例如，在低侧配置中，负载Z连接在电子开关与正电源节点之间。

参照图1，负载Z可以经由导电线连接至电子开关2。根据电子电路和相应负载Z在汽车中所处的位置，线可以具有几十厘米甚至更长的较长长度。现代汽车包括多个电负载，使得多条线被要求将各个负载连接至它们相应的电子开关。为了节省成本和资源，可以期望确定各条线的尺寸，使得它们长期抵抗对应于相应负载的额定电流的电流。然而，如果电流上升到额定电流之上，则线会由于过热而损伤甚至被破坏。根据一个示例，控制电路1由此具有监控通过电子开关2的负载电流I_L并在检测到过载情况时断开电子开关2以保护线的功能。“过载情况”是如果电子开关22没有断开以中断电源与线之间的连接则会导致损伤或损坏线的情况。这将在下文进一步详细说明。作为被配置为接通和断开负载Z并保护线的电子电路，还在下文中称为切换和保护电路。

在图1中，电子开关2被示意性示为包括开关的电路框。以下，术语“电子开关”表示包括任何类型的电子开关或电子开关布置，其具有控制节点21以及位于第一负载节点22和第二负载节点23之间的负载路径并且被配置为根据在控制节点21处接收的驱动信号来接通和断开。“接通”表示在导通状态下操作电子开关2，其中电子开关2能够在第一负载节点22与第二负载节点23之间传导电流。“断开”表示在截止状态下操作电子开关2，其中电子开关2能够防止电流在第一负载节点22与第二负载节点23之间流动。根据一个示例，电子开关2包括至少一个晶体管。至少一个晶体管例如为MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅型双极晶体管)、JFET(结型场效应晶体管)、BJT(双极结型晶体管)或HEMT(高电子迁移率晶体管)。

以下，参照附图解释控制电路1的示例及其功能。具体地，参照附图所示的功能框来解释控制电路1的功能。应该注意，这些功能框表示控制电路1的功能而非其具体实施。这些功能框可以是被配置为执行以下解释的相应功能的专用电路框。然而，还可以是通过其上运行存储在存储器中的专用软件的可编程电路(处理器)执行相应功能框的功能。

图2示出了控制电路1的一个示例。在该示例中，控制电路1包括第一保护电路4，其被配置为基于负载电流I_L的电流-时间特性生成第一保护信号S4。“基于负载电流I_L的电流-时间特性生成第一保护信号S4”可以包括：为了生成第一保护信号S4，第一保护电路考虑负载电流I_L的电流电平和电流历史。即，第一保护电路4在特定的时间周期内评估负载电流I_L，以生成第一保护信号S4。为了能够评估负载电流I_L，第一保护电路4接收电流测量信号CS并基于电流测量信号CS生成第一保护信号S4。根据一个示例，电流测量信号CS与负载电流I_L成比例。在图2所示示例中，电流测量信号CS(其还被称为电流感测信号)在电子开关2的感测输出24处可用。在这种情况下，被配置为测量负载电流I_L并提供电流测量信号CS的电流测量电路被集成到电子开关2中。然而，这仅仅是示例。还可以使用与电子开关2分离的电流测量电路。

图2所示的控制电路1被配置为分别基于第一保护信号S4和在控制电路1和电子电路的第一输入节点(输入管脚)P_IN处接收的输入信号S_IN来驱动电子开关2。驱动电路3接收第一保护信号S4和输入信号S_IN，并基于第一保护信号S4和输入信号S_IN生成驱动信号S3。在电子开关2的控制节点21处接收驱动信号S3，并被配置为接通或断开电子开关2。可选地，驱动器51连接在驱动电路3与电子开关2的控制节点21之间。根据一个示例，驱动信号S3是逻辑信号，其具有表示期望接通电子开关2的导通电平或者表示期望断开电子开关2的截止电平。可选的驱动器51被配置为基于驱动信号S3的相应信号电平来驱动电子开关2。电子开关2例如包括晶体管，诸如MOSFET(在图2中示意性示出)。MOSFET是压控半导体器件，其根据施加在栅极节点与源极节点之间的驱动电压来接通或断开。在该示例中，驱动器51被配置为基于驱动信号S3生成驱动电压，以基于驱动信号S3接通或断开电子开关2。

参照图3解释控制电路1(具体地，驱动电路3)的操作的一种方式。图3示出了输入信号S_IN、第一保护信号S4和驱动信号S3的定时图。在该示例中，输入信号S_IN是具有导通电平和截止电平的逻辑信号。输入信号S_IN的导通电平表示期望接通电子开关2，并且截止电平表示期望断开电子开关2。仅为了说明的目的，在该示例中，导通电平为高逻辑电平，而截止电平为低逻辑电平。等效地，在图3所示的示例中，驱动信号S3的导通电平被绘制为高电平，而截止电平被绘制为低电平。在该示例中，第一保护信号S4也是具有两种不同的信号电平的逻辑信号。下面，第一保护信号S4的表示期望断开电子开关2的信号电平被称为保护电平或禁用电平(因为其使驱动电路3接通电子开关2的功能禁用)。仅为了说明的目的，在图3所示的示例中，保护电平为高逻辑电平。以下，第一保护信号S4的另一信号电平被称为使能电平(因为其能够使驱动电路3基于输入信号S_IN驱动电子开关2)。使能电平在该示例中为低逻辑电平。

参照图3，如果第一保护信号S3具有使能电平，则驱动电路3被配置为基于输入信号S_IN驱动电子开关2。即，当通过生成驱动信号S3的导通电平使输入信号S_IN的芯片电平从截止电平变为导通电平时，驱动电路3接通电子开关2，并且当通过生成驱动信号S3的截止电平使输入信号S_IN的信号电平从导通电平变为截止电平时，断开电子开关3。这在图3中的时间实例t0和t1之间示出。当第一保护信号S4表示期望断开电子开关3时，通过将驱动信号S3的信号电平从导通电平变为截止电平，驱动电路3断开电子开关2。当第一保护信号S4的信号电平变为保护电平时，这在图3中的时间实例t1处示出。

根据一个示例，驱动电路3保持电子开关2处于截止状态，即使在时间t1之后第一保护信号S4变为使能电平且输入信号S_IN具有导通电平。即，驱动电路3被锁定在保持电子开关2处于截止状态的操作状态，直到其被重置。根据一个示例，仅在输入信号S_IN的信号电平从导通电平变为截止电平且从截止电平回到导通电平之后，驱动电路3被配置为再次接通电子开关2，即，重置驱动电路3。在所示示例中，输入信号S_IN的信号电平在时间实例t2处变为截止电平并在时间实例t3处回到导通电平，其中，电子开关2在时间实例t3处再次接通。根据一个示例，驱动电路3仅在输入信号S_IN的截止电平比在输入信号S_IN变为导通电平之前的预定时间段保持更长时间的情况下被重置。即，在图3所示示例中，驱动电路仅在存在时间实例t2和t3之间的预定时间段的情况下被重置。

图4示出了根据图3所示的定时图，驱动电路3被配置为驱动电子开关2的一个示例。在该示例中，驱动电路3包括锁存器31(例如，SR触发器)和逻辑门32(例如，AND门)。SR触发器在设置输入S处接收第一保护信号S4，并且逻辑门接收输入信号S_IN以及来自触发器31的反相输出Q’的输出信号。通过触发器31的重置输入R来接收输入信号S_IN。当保护信号S4从使能电平变为禁用电平(保护电平)时，触发器31被设置，并且不被重置，直到输入信号S_IN从截止电平变为导通电平为止。当触发器31被设置时，其经由逻辑门32将驱动信号S3的信号电平变为截止电平，直到触发器被重置。在触发器31被重置之后，驱动信号S3再次被输入信号S_IN支配，直到触发器31被再次设置为止。

根据另一示例，除第一保护电路4之外，第一控制电路1还包括至少一个又一保护电路。图5示出了第一控制电路1包括四个附加保护电路(第二保护电路52、第三保护电路53、第四保护电路54和第五保护电路55)的一个示例。这些保护电路是独立的，使得不需要实施所有这些保护电路52-55。即，控制电路1可以被实施为仅具有这些附加保护电路52-55中的一个、两个或三个。

根据一个示例，第二保护电路52(也可以称为过温保护电路)被配置为测量电子开关2的温度并基于测量的温度生成被驱动电路3接收的第二保护信号S52。根据一个示例，第二保护电路52被配置为生成第二保护信号S52，以在测量的温度高于预定温度阈值时具有保护电平(禁用电平)以及在测量的温度低于过温阈值时具有使能电平。第二保护信号S52的保护电平使得驱动电路3断开电子开关2，并且使能电平使得驱动电路3基于输入信号S_IN驱动电子开关2。

根据一个示例，第三保护电路53(也可以称为过电流保护电路)被配置为监控负载电流I_L以检测过电流，并基于这种检测生成第三保护信号S53。在该示例中，第三保护电路53接收电流测量信号CS，并被配置为将电流测量信号CS与过电流阈值进行比较。第三保护电路53被配置为当电流测量信号CS高于过电流阈值时生成第三保护信号S53的保护电平，并且当电流测量信号CS低于过电流阈值时生成第三保护信号S53的使能电平。第三保护信号S53的保护电平使得驱动电路3断开电子开关2，并且使能电平使得驱动电路3基于输入信号S_IN驱动电子开关2。

根据一个示例，第四保护电路54(也可以称为过电压保护电路)被配置为测量电子开关2的负载路径电压V2，并基于测量的负载路径电压V2生成第四保护信号S54。根据一个示例，第四保护电路54被配置为当测量的负载路径电压V2高于预定的过电压阈值时生成第四保护信号S54的保护电平，并且当测量的负载路径电压V2低于过电压阈值时生成第四保护信号S54的使能电平。第四保护信号S54的保护电平使得驱动电路3接通电子开关2，并且使能电平使得驱动电路3基于输入信号S_IN驱动电子开关2。在高电压下接通电子开关2可以保护电子开关2不受损伤或者甚至损毁。

根据一个示例，第五保护电路55(也可以称为温度差保护电路)被配置为基于电子开关2中的温度与控制电路1中的温度之间的温度差生成第五保护信号。根据一个示例，第五保护电路55被配置为当温度差高于预定的温度差阈值时生成第五保护信号S55的保护电平。第五保护电路55可以包括位于电子开关2中的第一温度传感器和位于控制电路1中的第二温度传感器，以分别测量电子开关2和控制电路1中的温度。根据一个示例，过温保护电路52和温度差保护电路55可以使用相同的温度传感器。

根据一个示例，以之前参照图3所解释的相同方式，驱动电路3被配置为基于保护信号S4、S52-S55中的每一个操作电子开关2。即，在电子开关2由于保护信号S4、S52-S54中的一个而断开之后，驱动电路3可以被配置为仅在输入信号S_IN变为截止电平并回到导通电平之后再次接通电子开关2。

图6示出了电子开关2的一个示例。在该示例中，电子开关2包括第一晶体管25(以下称为负载晶体管)和第二晶体管26(以下称为感测晶体管)。负载晶体管25和感测晶体管26是相同晶体管类型的晶体管。仅为了说明的目的，在图6所示示例中，负载晶体管25和感测晶体管26是MOSFET，具体为n型MOSFET。负载晶体管25具有位于漏极节点D与源极节点S之间的负载路径(漏极-源极路径)。负载晶体管25的负载路径形成电子开关2的负载路径。即，负载晶体管25的负载路径连接在电子开关2的第一负载节点22与第二负载节点23之间。负载晶体管25的栅极节点G连接至电子开关2的控制节点21。第二晶体管26的栅极节点G连接至控制节点21，并且第二晶体管26的漏极节点D连接至第一晶体管25的漏极节点D。参照上述内容，诸如负载晶体管25和感测晶体管26的MOSFET是压控半导体器件，其根据在栅极节点G与源极节点S之间接收的驱动电压(栅极-源极电压)来进行驱动。在从控制电路1接收到高于第一晶体管25的阈值电压的驱动电压之后，当第一晶体管25处于导通状态时，负载晶体管25传导负载电流I_L。在图6所示的第三开关2中，感测晶体管26在与第一晶体管25相同的操作点中进行操作，使得通过第二晶体管26的感测电流I_S与负载电流I_L成比例。负载电流I_L与感测电流I_S之间的比例因子通过负载晶体管25的大小与感测晶体管26的大小之间的比率来给出。根据一个示例，负载晶体管25和感测晶体管26均包括多个晶体管单元。在这种情况下，负载电流I_L与感测电流I_S之间的比例因子k_ILIS＝I_L/I_S通过第一晶体管25的晶体管单元的数量n₂₅与第二晶体管26的晶体管单元的数量n₂₆之间的比率给出，即k_ILIS＝n₂₅/n₂₆。

在图6所示的电子开关2中，通过调节电路，第二晶体管26在与第一晶体管25相同的操作点中进行操作。调节电路包括可变电阻器28，其被运算放大器27控制，使得第二晶体管26的源极节点S处的电位等于第一晶体管25的源极节点S处的电位。为此，运算放大器27在输入处接收第一晶体管25的源极电位和第二晶体管26的源极电位。根据一个示例，可变电阻器28是MOSFET，具体为p型MOSFET 28。在图6所示的电子开关2中，电流测量信号CS等于感测电流I_S。

图7示出了图6所示的电子开关2的修改。在该示例中，电子开关2包括两个或更多个感测晶体管26₁-26_n1。这些感测晶体管26₁-26_n1中的每一个的栅极节点连接至控制节点21且其漏极节点连接至负载晶体管25的漏极节点D。这些感测晶体管26₁-26_n1中的每一个都在与第一晶体管25相同的操作模式中进行操作。为此，对应于图6所示的调节电路27、28的调节电路27₁-27_n1、28₁-28_n1耦合在每个感测晶体管26₁-26_n1的相应源极节点S与负载晶体管25的源极节点之间。这些调节电路27₁-27_n1、28₁-28_n1中的每一个都在与负载晶体管25相同的操作点中操作相关联的感测晶体管26₁-26_n1，使得由对应的感测晶体管26₁-26_n1提供的感测电流I_S1-I_Sn1与负载电流I_L成比例。通过选择电路29，根据对应的感测电流I_S1-I_Sn1生成总的感测电流I_S(其等于电流测量信号CS)。该选择电路接收对应的感测电流I_S1-I_Sn1，并基于选择信号S29将感测电流I_S1-I_Sn1中的一个或多个传送到总感测信号可用的输出。一般地，通过以下等式给出总感测电流I_S：

其中，a_i为0或1，并且取决于选择信号S29。在图7所示的电子开关2中，可以通过选择信号S29来调整比例因子K_ILIS。根据一个示例，感测晶体管26₁-26_n1具有相同的大小，使得可以通过改变耦合至选择电路29的输出的感测晶体管的数量来调整不同的比例因子(K_ILIS因子)。根据另一示例，感测晶体管26₁-26_n1具有不同的大小，使得可以通过改变耦合至选择电路29的输出的感测晶体管的数量并且通过选择哪个/哪些感测晶体管26₁-26_n1耦合至选择电路29的输出来调整不同的K_ILIS因子。

图8示出了第一保护电路4的一个示例，其被配置为基于电流测量信号CS生成第一保护信号S4。在图8所示的示例中，第一保护电路4包括电流-电压转换器41，其接收电流测量信号CS并生成测量电压V41。根据一个示例，电流-电压转换器41包括电阻器411，其接收电流测量信号CS(相当于感测电流I_S)，并且测量电压V41是电阻器411两端的电压。可选地，具有电容器412和另一电阻器413的RC电路与电阻器411并联连接。该RC电路412、413可用于过滤掉测量电压V41的不期望的电压尖峰。如果采用RC电路，则测量电压V41是RC电路的电容器412两端的电压。

模数转换器(ADC)42接收测量电压V41作为ADC输入信号，并基于输入信号V41输出ADC输出信号S42。滤波器43接收ADC输出信号S42，并根据ADC输出信号S42生成滤波器输出信号S43。比较器电路44接收滤波器输出信号S43，并基于滤波器输出信号S43生成第一保护信号S4。

图9示出了ADC 42的一个示例。在该示例中，ADC 42包括多个比较器421₁-421_q。这些比较器421₁-421_q中的每一个在第一输入处接收输入信号V41以及在第二输入处接收相应的参考电压VREF₁-VREF_q。在本示例中，第一输入是相应比较器421₁-421_q的非反相输入，并且第二输入是其反相输入。参考电压VREF₁-VREF_q不同。根据一个示例(如图9所示)，使用具有多个电阻器423₁-423_q的串联电路生成参考电压VREF₁-VREF_q。该串联电路接收可等于由比较器的一个421_q接收的参考电压VREF_q的参考电压。在串联电路的抽头处可用其他参考电压VREF₁-VREF₄。采样和编码电路422接收来自比较器421₁-421_q的比较器信号S421₁-S421_q，根据时钟信号CLK对这些比较器信号S421₁-S421_q进行采样，并根据通过对比较器信号S421₁-S421_q进行采样得到的采样值来生成ADC输出信号S42。比较器信号S421₁-S421_q中的每一个都在相应比较器421₁-421_q的输出处可用，并且表示输入信号V41是否高于由相应比较器421₁-421_q接收的参考电压VREF₁-VREF_q。

参考电压VREF₁-VREF_q限定q+1个电压间隔：<V_REF1、[V_REF1,V_REF2]、[V_REF2,V_REF3]、...、[V_REFq-1,V_REFq]和>V_REFq。比较器信号S421₁-S421_q一起限定ADC的状态，其中ADC可以具有q+1个不同的状态，每一个都与之前解释的电压间隔中的一个相关联。例如，ADC在输入信号V41处于第一间隔<V_REF1时处于第一状态，在输入信号V41处于第二间隔[V_REF1,V_REF2]时处于第二状态，以此类推。编码电路42被配置为将ADC 42的不同状态映射到输出信号S42。根据一个示例，输出信号S42包括数字字(digital word)的串联S42[k]，这些数字字S42[k]中的每一个都表示一个采样时间处ADC的状态。采样时间通过时钟信号CLK来限定。

根据一个示例，ADC是线性ADC。在这种情况下，通过i·VREF给出每个参考电压VREF₁-VREF_q，其中i选自1、2、3、4、…、q。采样和编码电路422例如被配置为生成输出信号S42的数字字S42[k]，使得数字字表示输入信号V42处于采样时间处的电压间隔。如果输入信号V41在第一间隔中(低于V_REF1)，则由采样和编码电路422输出的二进制字例如为0，而如果输入信号V41在第二间隔中(高于V_REF1但低于V_REF2)，则二进制字为1，以此类推。在线性ADC的情况下，采样时间处的输入电压V41近似为(即，当忽略量化误差时)，

V41[k]＝S42[k]·VREF(2)

由ADC输出的二进制字S42[k]的位数取决于ADC可呈现的不同状态。根据一个示例，ADC可以具有十六个不同状态。在这种情况下，二进制字具有p＝4(＝ld(16)，其中ld＝log₂)位。

根据另一示例，ADC是对数ADC。在这种情况下，每个参考电压VREF₁-VREF_q都是下一较低参考电压的倍数。即，VREF_i＝z·VREF_i-1，其中，i选自1、2、3、4、…、q。例如，z＝2。在这种情况下，每个参考电压VREF₁-VREF_q可以表示为：

VREF_i＝2^i-1·VREF₁＝2^i-1·VREF₁。

图10A示出了对数ADC的特性曲线的一个示例。即，图10A示出了根据采样时间k处的输入信号V41[k]的值由ADC 42在采样时间k处输出的二进制字S42[k]的十进制等效值。在图10A中，输入信号以对数标度进行绘制。图10B示出了当z＝2时图10A所示曲线在线性标度上的部分。为了易于说明，图10A示出了具有8个不同状态和3位输出的对数ADC的特性曲线。然而，这仅仅是示例。例如具有16个状态和4位的对数ADC的特性曲线可以容易地从图10A所示曲线中得到。

在具有图10A所示特性曲线的对数ADC中，如下，一个采样时间k处的二进制字S42[k]输出与采样时间k处的输入信号V41[k]相关联，

V41[k]＝0 如果S42[k]＝0 (3a)

V41[k]＝z^S42[k]-1·VREF 如果S42[k]≠0 (3b)

因此，如果输入信号V41[k]不同于0，具体为大于VREF，则S42[k]表示V41[k]与底数z的对数。根据一个示例，z＝2。更精确地，由于ADC输出信号S41的位数是受限的(有限的)，则S42[k]表示V41[k]对底数z的圆形对数(rounded logarithm)。

由于ADC输入信号V41表示电流测量信号CS且电流测量信号CS表示负载电流I_L，ADC输出信号S41表示负载电流I_L。根据一个示例，第一保护电路4被配置为保护电子开关2与负载Z之间的线不会过热。在该示例中，滤波器43被配置为基于由ADC 42提供的电流测量信号CS的采样来近似线的温度。可以示出，通过以下等式给出线缆中的温度T_W：

T_W[k]＝(1-α)·T_W[k-1]+R_EL·R_TH·I_L ²[k]·α (4a)

其中，T_W[k]是一个采样时间处的温度，T_W[k-1]是前一采样时间处的温度，I_L ²[k]是采样时间处的负载电流I_L的平方，R_EL是线的电阻，以及R_TH是线的热阻。1-α在0和1之间，并且考虑一个采样周期的持续时间，即，两个采样时间k和k-1之间的时间差以及线的热辐射。一般地，1-α随着采样频率的降低而降低。此外，线可以热量的形式越好地向环境辐射能量，1-α就越小。根据一个示例，

其中，Δt是两个采样时间k和k-1之间的时间差，以及τ是线缆的时间常数，其限定被引入线缆的能量如何快速地以热量的形式分散。R_EL、R_TH和τ是常数且取决于线的具体类型、线的材料、线直径等。施加一些数字变换，等式(4a)可以变换为：

即，采样时间k处的线的加权温度β·T_W[k]仅取决于采样时间k-1处的温度、采样时间k处的负载电流I_L的平方和1-α。α、R_EL和R_TH包括在加权因子β中。

应该注意，T_W[k]和T_W[k]不表示线的绝对温度，但是温度变化由于流过线缆的负载I_L来引起。即，如果负载电流IL为0，或者如果负载电流I_L为0足够长的时间用于通过负载电流I_L引入线缆的能量被完全消散，则T_W[k]和T_W[k]可以为0。

图11示出了滤波器43的一个示例。图11所示的滤波器基于ADC 42是上面解释的对数ADC的假设。即，ADC被配置为基于输入信号V41与多个不同参考电压(图9中的VREF₁-VREF_q)的比较来生成ADC输出信号S42，其中，每个参考电压VREF_i与下一较低参考电压VREF_i-1之间的比率通过z(例如，为2)给出。在这种情况下，ADC输出信号S42表示负载电流I_L的对数。由于负载电流的对数与负载电流的平方的对数成比例(log_z(I_L ²)＝2·log_z(I_L))，所以ADC输出信号S42还表示负载电流I_L的平方。因此，当使用对数ADC 42时，不需要计算表示滤波器43中的负载电流I_L的信号的平方。这帮助减小实施电子电路中的滤波器43所要求的大小。

如果ADC输出信号S42表示负载电流I_L代替负载电流I_L的平方，则通过计算单元434(在图11中以虚线示出)来计算信号S42的平方。然而，为了说明的目的，假设ADC输出信号S42表示负载电流I_L的对数，使得可以省略计算单元434。

图11所示的滤波器43被配置为如下基于ADC输出信号S42计算滤波器输出信号S43的每个值S43[k]，

S43[k]＝(1-α)·S43[k-1]+S42[k] (5)。

在等式(4)和(5)中，k和k-1表示离散的时间变量(离散的采样时间)。参照上述内容，ADC输出信号S42和滤波器输出信号S43均包括二进制字的序列，其中，在每个新的时钟循环中输出新值。根据一个示例，滤波器43根据管理输入信号V42的采样的相同时钟信号CLK进行操作，表示ADC 42中的电流测量信号CS。根据一个示例，k表示一个时钟循环中的采样时间，以及k-1表示时钟循环k紧前的时钟循环中的采样时间。因此，在等式(5)中，S43[k]表示一个时钟循环k中的滤波器值输出，S43[k-1]表示前一时钟循环k-1中的滤波器值输出，以及S42[k]表示时钟循环k中的ADC输出值。比较等式(5)和(4c)，可以看出：如果滤波器输入信号S42[k]表示负载电流I_L的平方，则滤波器输出信号S43表示加权线温度β·T_W[k]。

滤波器43的一个示例被配置为根据图11所示的等式(5)生成滤波器输出信号S43。该滤波器43包括加法器431，其接收ADC输出信号S42和反馈环路的输出信号。反馈环路包括延迟元件432和乘法器433。延迟元件432接收滤波器输出信号S43，并将滤波器输出信号延迟一个时钟循环。乘法器433将延迟的滤波器输出信号S43与1-α相乘，使得反馈环路的输出信号等于(1-α)·S43[k-1]。当然，可以改变反馈环路中的延迟元件432和乘法器433的位置。

图12示出了图11所示滤波器43的修改。代替将延迟的滤波器输出值S43[k-1]与1-α相乘的乘法器433，图12所示的滤波器43包括：乘法器434，将延迟的滤波器输出值S43[k-1]与α相乘；以及减法器435，从延迟的滤波器输出值S43[n-1]中减去乘法器434的输出信号。根据一个示例，α是2^-N，其中N是整数。在这种情况下，由乘法器434执行的乘法可以通过简单的寄存器移位操作来执行。这参照图13进行解释。

图13示出了延迟的滤波器输出值S43[k-1]的一个示例。仅为了说明的目的，假设滤波器输出值是具有12位的二进制字，其中8位表示整数部分，4位表示输出值中小于1的部分。将S43[k-1]与2^-N(在所示示例中，N＝4)相乘的结果可以通过简单地将S43[k-1]N位置的位向右偏移来得到。

图14示出了图12所示滤波器43的修改。在图14所示的滤波器中，通过乘法器436将延迟的输出值S43[k-1]与因子A相乘，并且仅在B时钟循环中从S43[k-1]中减去。在图14中，这通过仅在B时钟循环中闭合一次的开关437来表示，即，当k mod B＝0时，其中k表示时钟循环，mod表示模数运算，并且B表示在开关436接通之前允许通过多少个时钟循环。在负载电流I_L不在B时钟循环内显著改变以使S43在B时钟循环内基本恒定的假设下，滤波器43根据等式(5)计算输出值S43[k]，其中，α＝A/B。例如，A＝2^-N使得由乘法器436执行的乘法可以通过参照图13解释的偏移操作来实现。然而，使用开关437允许具有不同于2^-N的α值。

参照图11、图12和图14解释的滤波器(具体地，与对数ADC组合)能够基于加法和/或减法在一个采样时间k处计算线缆的加权温度，并且不要求乘法。具体地，不要求将滤波器输入信号S42[k](其表示使用过对数ADC时的负载电流I_L的平方)与线依赖参数(诸如R_EL、R_TH或α)相乘，如等式(4a)所示。然而，这些线依赖参数包括在表示线的加权温度的滤波器输出信号S43[k]中。更具体地，滤波器输出信号S43[k]表示由于流过线的电流所得到的温度的加权增加。

在图15中示出了滤波器43的操作的一种方式。图15示出了负载电流I_L和滤波器输出信号S43的定时图。通过滤波器43的积分特性，滤波器输出信号S43跟随负载电流I_L。当负载电流I_L在特定时间周期内恒定时，滤波器输出信号S43接近与负载电流I_L的相应电平相关联的信号电平。在图15所示的示例中，滤波器输出信号S43的信号电平的变化源于图15所示时间周期内负载电流I_L的变化。图15所示定时图中的阴影区域表示电子开关2频繁地接通和断开的时间周期。在该时间周期中，滤波器输出信号S43基本恒定。图15示出了电子电路和与其连接的负载Z的正常操作模式。在该示例中，当电子开关2接通时，负载电流具有预定的电流电平，而当电子开关2断开时，负载电流为零。由滤波器输出信号表示的线的温度根据负载电流I_L而变化，具体地，根据负载电流的电流-时间特性而变化，即，根据电流电平以及特定电平持续多长时间。当电子开关2针对线断开足够长的时间以消散由负载电流I_L引起的热能时，线的温度等于线的环境温度。应该注意，在滤波器输出信号S43中不考虑环境温度。滤波器输出信号S43仅表示通过负载电流I_L引入能量并通过热量辐射消散能量而引起的线中的温度变化。

图15所示的定时图表示以下情况：电子开关2针对滤波器输出信号S43断开足够长的时间以减小到开始值S43₀，或者针对滤波器输出信号S43，负载电流I_L低于由ADC 43的最低参考电压(例如，图9中的VREF₁)表示的电流电平足够长的时间以保持在开始值或降低到开始值S430。例如，开始值为0。当电子开关2接通时，滤波器输出信号增加，并且如果电流保持足够长时间，则近似由电流电平限定的信号电平。滤波器输出信号S43增加及其在特定时间之后近似信号电平的速率取决于负载电流I_L的电流电平。

图16示出了比较器电路44的一个示例。在该示例中，比较器电路44包括(数字)比较器441，其接收滤波器输出信号S43和阈值信号S43_TH。参照上述内容，滤波器输出信号S43表示源于负载电流I_L和被消散的热量的温度变化。在滤波器输出信号S43中没有考虑线的环境温度。线的绝对温度通过环境温度加上由滤波器输出信号S43表示的温度差来给出。阈值信号S43_TH表示作为负载电流I_L的结果在线缆中允许发生的最大温度差。如果滤波器输出信号S43达到阈值信号S43_TH，则比较器电路4生成第一保护信号S4的保护电平(禁用电平)，以断开电子开关。根据一个示例，阈值信号S43_TH表示线可以抵抗的最大温度与正常操作情况下在线周围可能发生的最大环境温度之间的差值。在该示例中，仅在环境温度处于其最大值的情况下，线可以达到最大温度。如果环境温度低于最大值，则当滤波器输出信号S43达到阈值S43_TH且比较器电路44断开电子开关2时，线的绝对温度低于最大温度。在图16所示的示例中，比较器441在非反相输入处接收滤波器输出信号S43并且在反相输入处接收阈值信号S43_TH。第一保护信号S4在比较器441的输出处可用。

参照上述内容，滤波器输出信号S43[k]表示滤波器温度T_W[k]的加权和，而加权因子β包括线参数，诸如R_EL、R_TH和α。因此，根据一个示例，阈值信号S43_TH还取决于这些线参数，使得S43_TH可以针对不同类型的线而不同。

图17示出了两个示例，其示出了由第一保护电路4提供的保护功能。图17示出了具有不同截面的线的特性曲线。具体地，图17示出了对应线的I²t曲线。这些曲线中的每一条都表示多个电流以及与对应电流相关联的时间。与一个电流相关联的时间是线可以抵抗相应电流而不损伤或损毁的时间。对应曲线基于公式I² _L·t＝c，其中c是取决于相应线的截面积以及线可以抵抗的温度变化的常数。基本上，线可以抵抗特定电流的时间随着截面积的增加而增加。在图17中，由111代表的曲线表示具有第一截面积的第一线的特性曲线，以及由121代表的曲线表示具有第二截面积的第二线的特性曲线，第二截面积大于第一截面积。在虚线示出的曲线110示出了适用于第一线的第一保护电路4的行程曲线(trip curve)，以及以虚线示出的曲线120示出了适用于第二线的第一保护电路4的行程曲线。参照上述内容，第一保护电路4可以适用于通过在滤波器43中采用α以及在比较器电路44中采用S43_TH来保护特定线。术语“行程曲线”表示多个电流以及与对应电流相关联的时间，而与电流相关联的时间是在经由驱动电路3断开电子开关2之前第一保护电路4允许相应电流流动的时间。

从图17可以看出，第一保护电路4保护相应的线。即，通过线的特性曲线，第一保护电路4在特定电流流动足够长以达到与该电流相关联的时间段之前的每一种情况下断开第一电子开关2。

在图17中，曲线130表示过电流保护电路53的行程曲线。过电流保护电路53在负载电流达到最大电流电平I_LMAX时的每一种情况下断开第一电子开关。当第一保护电路4和过电流保护电路53有效时，第一保护电路4可以在低于最大电流电平I_LMAX的电流处断开电子开关2(如果这些电流流动得长于允许时间(即，长于由相应的行程曲线限定的时间))，并且过电流保护电路53防止负载电流I_L上升到最大电流电平I_LMAX。

参照上述内容，ADC 42在被时钟信号CLK管理的采样时间处对表示电流测量信号CS的输入信号V42进行采样。如果负载电流I_L的频率小于采样频率的一半，则ADC输出信号S42是电流测量信号CS的良好表示，因此是负载电流I_L的良好表示。这根据尼奎斯特定理。然而，如果负载电流I_L的频率多于采样频率的一半，则会发生ADC输出信号S42不正确地表示负载电流I_L的情况。这参照图18进行解释。

图18示出了根据一个示例的负载电流I_L的定时图。在该示例中，负载电流I_L是具有频率等于采样频率的周期信号。此外，图18示出了管理ADC 42中的电流测量信号CS的采样的时钟信号CLK的定时图。仅为了说明的目的，假设每当时钟信号CLK的信号脉冲具有上升沿时，就通过ADC 42来对电流测量信号CS进行采样。通过图18中的圆形符号来示出由此获得的采样值。在本示例中，振荡负载电流I_L与时钟信号CLK之间的相移使得当负载电流I_L具有局部最小值时对负载电流I_L进行采样。在这种情况下，由ADC输出信号S42表示的负载电流小于通过线缆的平均负载电流。如果时钟信号CLK相对于负载电流I_L的相移例如使得每当信号电平接近局部最大值时对电流测量信号CS进行采样，则由ADC输出信号S42表示的负载电流I_L高于平均负载电流。在图18中，这通过虚线绘制的信号脉冲来示出，并且通过正方形符号示出采样值。可以通过增加采样频率来避免这种问题。然而，增加采样频率要求在预定时间段内处理更多的采样值。

在图19中示出了不增加在预定时间段中处理的采样的数量但解决上述问题的一种方法。在该示例中，具有可具有相同长度的时间连续的采样周期的序列。在这些采样周期的每一个中对电流测量信号CS(由ADC输出信号V42表示)采样一次。然而，各个采样周期内的采样时间被随机或伪随机地选择。在图19中，这通过在各个采样周期内具有不同时间位置的时钟信号CLK’的信号脉冲示出。在该示例中，各个采样周期均具有持续时间T。信号脉冲(时钟脉冲)的“时间位置”是相对于相应采样周期的开始或结束的时间位置。这些采样周期中的每一个都通过其在图19中的持续时间T来表示。通过随机地或伪随机地选择各个采样周期T内的采样时间，得到电流测量信号CS的不同采样值，即使电流测量信号CS具有的频率等于各个采样周期开始时的频率。通过图18中的水平线示出通过使用图19所示时钟信号CLK’得到的采样值。可以看出，在电流测量信号CS的一个周期的不同位置处得到这些采样值，使得那些采样值提供了电流测量信号CS的更好表示。

根据一个示例，通过将每个采样周期T划分为n3个子周期，从图18所示的周期时钟信号CLK得到图19所示类型的修改时钟信号CLK’，其中，这些子周期中的每一个的持续时间都通过T/n3来给出。在每个采样周期T中，这些子周期中的每一个都被随机或伪随机地选择，并且在相应的子周期中生成信号脉冲。图20示出了被配置为以这种方式生成时钟信号CLK’的电路45。

例如，电路45包括在第一保护电路4中，并且接收时钟信号CLK并将修改的时钟信号提供给ADC 42。在这种情况下，图9所示的采样和编码电路422接收修改的时钟信号CLK’来代替时钟信号CLK。滤波器43仍然可以基于时钟信号CLK进行操作。

参照图20，电路45包括延迟元件451₁-451_n3的系列(链)，它们在时钟信号CLK的频率的n3倍处进行操作。这些延迟元件串联连接。在时钟信号CLK的频率的n3倍下操作延迟元件451₁-451_n3意味着由延迟元件中的第一个延迟元件451₁接收的时钟信号CLK的信号脉冲以时钟信号CLK的频率的n3倍“行进”通过延迟元件的系列。即，信号脉冲在其被输入至延迟元件的链之后在T/n3处被第一延迟元件451₁输出，在其在输入处被接收之后在2T/n3处被延迟元件中的第二延迟元件451₂输出，以此类推。这在图21中示出，其中，在时钟信号的一个周期T中示出了时钟信号CLK和各个延迟元件的输出信号的定时图。

电路45还包括多个逻辑门454₀-454_n3，它们例如为AND门。这些逻辑门中的一个逻辑门454₀接收时钟信号CLK，并且这些逻辑门中的每个其他逻辑门454₁-454_n3接收相应延迟元件451₁-451_n3的输出信号S451₁-S451_n3以及选择信号S453中的一位。基于由信号发生器452生成的随机或伪随机信号S452，由编码器生成选择信号S453。随机或伪随机信号S452例如包括二进制字的序列，其中一个二进制字在每个采样周期中输出并且限定将生成信号脉冲的子周期。例如，如果一个采样周期被划分为8个(＝n3+1)子周期，则信号S452的二进制字可以具有3位。一般地，如果一个采样周期被划分为n3+1个子周期，则由信号发生器452输出的二进制字具有至少log₂(n3+1)位。

基于从信号发生器452接收的每一个二进制字，编码器453生成具有选择信号S453的n3+1位的相应二进制字。这些n3+1位中的每一位都被相应的逻辑门454₀-454_n3接收。每个时钟循环中的该二进制字选择时钟信号CLK或者将作为修改时钟信号CLK’的延迟元件451₁–451_n3的输出信号451₁–451_n3中的一个，其中选择可以根据时钟循环而改变。根据一个示例，编码器453生成二进制字，使得这些位中只有一位为“1”而其他位为“0”。由在一个时钟循环中接收“1”的AND门接收的输出信号是该时钟循环中的修改时钟信号CLK’。通过耦合至逻辑门454₀-454_n3的输出的另一逻辑门455来输出修改时钟信号CLK’。例如，另一逻辑门455是OR门。

根据一个示例，信号发生器452是伪随机信号发生器，并且包括线性反馈移位寄存器(LFSR)。根据一个示例，该信号发生器接收时钟信号CLK并在每个时钟循环中生成新的伪随机二进制字。LFSR的输出值不是随机的。具体地，这可以在多个连续的输出值之间相关。根据一个示例，为了避免由编码器453接收的连续输出值之间的相关，LFSR接收频率高于时钟信号CLK的频率的时钟信号，并且只有LFSR的每个第m个输出值被用于生成选择信号S453。根据一个示例，m为5、7或大于7。可替换地，编码器仅使用从信号发生器452接收的第m个输出值来生成修改时钟信号CLK’。

根据一个示例，控制电路1可以在至少两个不同的操作模式下进行操作，因此电子电路可以在至少两个不同的操作模式下进行操作。根据一个示例，至少两种不同的操作模式包括第一操作模式和第二操作模式。根据一个示例，与在第一操作模式中由控制电路1执行的功能集合相比，减少了第二操作模式中由控制电路1执行的功能集合。根据一个示例，控制电路1被配置为在第二操作模式中执行基本功能的集合，并且被配置为在第一操作模式中执行基础功能的集合和至少一个附加功能。因此，第二操作模式中的控制电路1的功耗低于第一操作模式中的功耗。

根据一个示例，控制电路1的基本功能的集合包括：基于输入信号S_IN驱动电子开关2、监控负载电流I_L、以及生成过温保护信号S52和生成过电流保护信号S53中的至少一个。根据一个示例，至少一个附加功能包括生成第一保护信号(线保护信号)S4。以下，第一操作模式也称为线保护模式，以及第二操作模式也称为空闲模式。

图22示出了被配置为在至少两种不同的操作模式中的一种操作模式进行操作的控制电路1的一个示例。在该示例中，控制电路1包括被配置为选择相应操作模式的操作模式控制器6。根据一个示例，控制电路1至少根据负载电流I_L(具体地，当负载电流I_L落到预定电流阈值之下)进入第二操作模式。该电流阈值在以下被称为空闲模式阈值。根据一个示例，操作模式控制器6使用附加标准来进入第二操作模式。这些标准例如包括第一保护电路4中所包含的滤波器43(图22中未示出)的输出信号S43、电子开关2中的温度与控制电路1中的温度之间的温度差以及环境温度。表示温度差的信号在图22中称为dT，并且表示环境温度的信号在图22中称为aT。根据一个示例，控制电路仅在满足以下标准中的至少一个的情况下进入第二操作模式：(a)滤波器输出信号S43为0；(b)电子开关2中的温度与控制电路1中的温度之间的温度差dT低于预定的温度阈值；(c)环境温度低于预定的温度阈值；(d)电子开关2的导通电阻高于预定的电阻阈值。根据一个示例，使用过温检测电路52中的温度传感器以及控制电路1中的另一温度传感器(图中未示出)来测量温度差dT。根据一个示例，通过控制电路1中的温度传感器或者通过过温保护电路中的温度传感器来测量环境温度。电子电路2的导通电阻是处于导通状态的电子开关的电阻。通过处于导通状态的电子开关2的负载路径电压V2除以负载电流来给出导通电阻R_ON＝V2/I_L。根据一个示例，控制电路1被配置为基于由过压保护电路测量的负载路径电压V2和电流感测信号CS来计算导通电阻R_ON。如果导通电阻R_ON低于预定的电阻阈值，则这可以表示电子开关2被损毁，使得控制电路1不进入空闲模式。

操作模式控制器6可以接收电流测量信号CS或者来自第一保护电路4中的ADC 42(参见图8)的输出信号S42，以监控负载电流I_L并基于该信号S42或CS在第一和第二操作模式中的一种操作模式下操作控制电路1。根据一个示例，操作模式控制器6生成指示控制电路1是处于空闲模式还是线保护模式的状态信号S_IDLE。该状态信号还在下文称为内部状态信号。状态电路7被配置为接收内部状态信号S_IDLE并在控制电路1的输出管脚P_STATUS处输出状态信号S_STATUS。除了内部状态信号S_IDLE，状态电路7还接收来自第一保护线路(线保护线路)4中的ADC 42(图22中未示出)的ADC输出信号S42。ADC 42可以是线性ADC或对数ADC。

根据一个示例，状态电路7被配置为生成状态信号S_STATUS，使得当操作模式从第二模式变为第一模式时状态信号S_STATUS具有唤醒脉冲，并且在唤醒脉冲之后基于ADC输出信号S42。这在图23中示出，其示出了负载电流I_L、内部状态信号S_IDLE和外部状态信号S_STATUS的定时图。根据一个示例，当负载电流I_L上升到预定的电流阈值I_L-TH之上时，操作模式从第二操作模式变为第一操作模式。根据一个示例(图23所示)，状态电路以锁定方式进行操作，如图23中的时钟循环T所示。在该示例中，状态电路7在时钟循环中生成唤醒脉冲，其跟随负载电流与阈值I_L-TH交叉的时钟循环。此外，在负载电流I_L与阈值I_L-TH交叉之后的下一时钟循环的开始处，内部状态信号S_IDLE从表示控制电路1处于空闲模式的信号电平变为表示控制电路1处于线保护模式的信号电平。仅为了说明的目的，在图23所示的示例中，空闲模式由内部状态信号S_IDLE的高信号电平表示，以及线保护模式由低信号电平表示。

当内部状态信号S_IDLE指示操作模式已经变为线保护模式，则状态信号7生成唤醒脉冲。根据一个示例，该唤醒脉冲被用于“唤醒”微控制器，其例如生成控制电路1的输入信号S_IN。在唤醒脉冲之后，状态电路7将ADC输出信号S42传输至状态输出P_STATUS。使用ADC输出信号S42，微控制器例如可以执行外部保护功能。“外部保护功能”是由外部电路(诸如微处理器)执行的保护功能。基于该外部保护功能，微控制器可以通过生成输入信号S_IN的截止电平来断开电子开关2。根据一个示例，唤醒脉冲具有适合于被处于休眠模式的微处理器检测的信号电平。

图24示出了图22所示控制电路1的修改。在该控制电路1中，状态电路7被配置为经由另一输入节点P_{ST_ENABLE}接收使能信号S_{ST_ENABLE}。例如，通过接收状态信号S_STATUS的外部电路(未示出)来生成该使能信号S_{ST_ENABLE}。在该示例中，状态电路7被配置为仅在被使能信号S_{ST_ENABLE}请求时在空闲模式和线保护模式中经由状态信号S_STATUS输出状态信息。这在图25中示出，图25示出了负载电流I_L、外部状态信号S_STATUS、内部状态信号S_IDLE和使能信号S_{ST_ENABLE}的定时图。参照图25，使能信号S_{ST_ENABLE}可以具有两个信号电平：第一电平，其能够使状态电路7输出状态信息；以及第二电平，其使状态电路7禁用而不能输出状态信息。仅为了说明的目的，在图25所示的示例中，使能状态电路7的电平为高电平，而使状态电路7禁用的电平为低电平。参照图25，如果在空闲模式中通过使能信号S_{ST_ENABLE}来使能，则状态电路7输出表示控制电路1处于空闲模式的信号脉冲。该信号脉冲不同于唤醒脉冲。根据一个示例，表示空闲模式的信号脉冲的电平低于唤醒脉冲的电平。如果在线保护模式中通过使能信号S_{ST_ENABLE}来使能，则状态电路7输出ADC输出信号S42作为状态信息。与状态信号S_{ST_ENABLE}的信号电平无关，状态电路7在控制电路1从空闲模式变为线保护模式时输出唤醒脉冲。这种改变通过内部状态信号S_IDLE改变其信号电平来表示。

根据一个示例，比例因子k_ILIS在空闲模式和线保护模式中不同。根据一个示例，空闲模式中的比例因子k_ILIS小于线保护模式中的比例因子k_ILIS，使得在负载电流I_L的给定信号电平下，感测电流I_S(其可以等效于电流测量信号CS)并由此使得ADC输出信号在空闲模式中高于在线保护模式中。因此，可以更精确地测量空闲模式中发生的更小电流。在图24中示出了根据操作模式改变比例因子，这通过输出控制信号S29的操作模式控制器6(参照图7)调整比例因子k_ILIS。在图25中示意性示出了当控制电路从第二操作模式变为第一操作模式时比例因子k_ILIS的改变。

参照上述内容，可以在空闲模式中使控制电路1在线保护模式中具有的一个或多个功能去激活，以与线保护模式相比降低空闲模式中控制电路1的功耗。参照图24，控制电路1可以包括电源电路54，其连接在用于正电源电位V_BAT和地电位GND的电源节点之间。该电源电路54被配置为基于电源节点之间可用的电源电压为控制电路1的各个功能块生成电源电压。根据一个示例，通过控制电源电路54，操作模式控制器6被配置为在空闲模式中保持一些功能块激活。

根据一个示例，除第一操作模式(线保护模式)和第二操作模式(空闲模式)之外，控制电路1可以在其他操作模式中进行操作。以下参照图26来解释这些其他操作模式中的一些操作模式。图26示出了图22所示控制电路1的修改，状态使能输入P_{ST_ENABLE}是可选的，因此在图26中以虚线示出。图26所示的控制电路1包括又一输入P_CC，其在以下称为电容充电输入。该输入P_CC耦合至操作模式控制器6，并用于在第三模式中操作控制电路1，第三模式在下文被称为电容充电模式。在上面解释的空闲模式或线保护模式中，过电流保护电路53在负载电流I_L达到预定的过电流阈值时断开电子开关2。例如，当负载Z是在电子开关2接通之前已经被放电的电容负载时，当电子开关2接通时会流过高浪涌电流(inrush current)，使得负载电流I_L可在电容负载被充电之前达到过电流阈值并且负载电流I_L再次下降。在图27A中示出了控制电路在空闲模式或线保护模式中的这种操作。

图27A示出了输入信号S_IN、负载电流I_L、驱动信号S3和在输入P_CC处接收的电容充电信号S_CC的定时图。在空闲模式或线保护模式中，电容充电信号S_CC具有指示控制电路1不在电容充电模式中进行操作的信号电平。仅为了说明的目的，在图27A所示的示例中，该信号电平为低电平。从图27A可以看出，在线保护模式或空闲模式中，当负载电流I_L达到过电流阈值OC时，控制电路1断开电子开关2。

图27B示出了电容充电模式中的图27A所示相同信号的定时图。在该操作模式中，电容充电信号S_CC具有指示期望在电容充电模式中操作控制电路1的信号电平。仅为了说明的目的，在图27B所示示例中，该信号电平为高电平。在电容充电模式中，控制电路1被配置为将负载电流I_L调节为电流阈值OL。该电流阈值OL可以是下面的过电流阈值OC。

为了控制负载电流I_L，控制电路1可以包括图26所示的调节器8。该调节器8连接在控制节点21与第二负载节点23之间，并且被配置为根据负载电流I_L调节驱动电压(其是MOSFET的栅极-源极电压)。为了得到关于负载电流I_L的信息，调节器8接收电流测量信号CS(如图所示)或者第一保护电路4中的ADC的输出信号S42。调节器8被配置为调节驱动电压，使得负载电流I_L等于电容充电模式中的期望电流电平。根据一个示例，当负载电流I_L达到电流阈值OL时，通过操作控制器6来激活调节器8。为此，操作模式控制器6接收电流测量信号或ADC的输出信号S42。当调节器8有效时，其调节电子开关的驱动电压V_GS，使得负载电流限于电流阈值OL。

根据一个示例，控制电路1被配置为在线保护模式中保护不同类型的线。在这种情况下，控制电路1包括另一输入P_W，其在以下被称为线类型输入。在线类型输入P_W处接收的信号S_W将第一保护电路4调整为由信号S_W表示的相应类型的线。具体地，信号S_W可以上面说明的方式来调整滤波器43中的α和/或比较器电路44中的阈值信号S43_TH。

根据一个示例，当负载电流低于空闲模式阈值时，控制电路1被配置为监控负载电流I_L。“监控”可以包括将负载电流I_L与低于空闲模式阈值且不同于0的泄露电流阈值进行比较。将负载电流与泄露电流阈值进行比较可以包括：将电流感测信号CS与相应阈值进行比较。根据一个示例，当在比预定时间段长的时间内检测到负载电流I_L高于泄露电流阈值时，控制电路1被配置为输出表示存在过量泄露电流的信号。根据一个示例，该信号经由状态输出P_STATUS来输出。根据一个示例，与电流感测信号CS进行比较以生成过量泄露电流信号的阈值是可调的。根据另一示例，该阈值是固定的，但是控制电路1被配置为调整k_ILIS因子，使得可以经由k_ILIS因子调整触发生成过量泄露电流信号的泄露电流的电流电平。

图28示出了根据另一示例的控制电路1。除第一操作模式(线保护模式)和第二操作模式(空闲模式)之外，图28所示的控制电路1可以在另一操作模式下进行操作，其在以下被称为测试模式。为此，控制电路1包括输入管脚P_TEST，其在以下被称为测试管脚。经由测试管脚P_TEST，控制电路1被配置为接收测试信号S_TEST。测试信号S_TEST表示控制电路1是否在测试模式下进行操作。根据一个示例，可以在测试模式中测试控制电路1的多种功能。在该示例中，测试信号S_TEST表示期望测试控制电路1以及将要测试哪些功能。图28所示的控制电路1包括之前参照图26解释的状态输出P_STATUS。经由该状态输出P_STATUS，控制电路1可以在不同于测试模式的操作模式(诸如线保护模式)中输出电流测量信号CS或ADC输出信号S42。这在上面参照图26进行了解释。在图28所示的控制电路1中，不仅状态电路7，而且还有测试电路9耦合至状态输出P_STATUS。测试电路9接收电流测量信号CS或ADC输出信号S42(如图所示)、输入信号S_IN以及来自将被测试的功能块的信号。

参照图29A至图29C解释控制电路1如何可以在测试模式中进行操作的一个示例。这些附图示出了测试信号S_TEST的定时图。根据一个示例，测试信号S_TEST具有恒定电平(其在图28所示示例中为低电平)或者包括周期性发生的信号脉冲。恒定电平表示不期望在测试模式中操作控制电路1。信号脉冲表示期望在测试模式中操作控制电路1。根据一个示例，可以在测试模式中测试不同的功能。在该示例中，通过发生脉冲的频率来限定将被测试的功能。根据一个示例，不仅发生脉冲的频率，而且它们的持续时间都根据将被测试的功能而变化。根据一个示例，信号脉冲的持续时间为一个循环周期的50％。那些脉冲可以认为是具有50％的占空比的脉宽调制(PWM)脉冲。

仅为了说明的目的，假设可以在测试模式中测试三个不同的功能。图29A至图29C示出了测试信号S_TEST可具有的定时图以向操作模式控制器6通知将要测试的功能(功能块)的示例。例如，这三个不同的功能或功能块包括过电流保护电路53及其功能、过温保护电路52及其功能、以及温度差功能(delta temperature function)。温度差功能将上面解释的电子开关2和控制电路1之前的温度差dT与温度差阈值进行比较。应该注意，这些仅仅是可被测试的功能的示例。操作模式控制器6和测试电路9不限于仅测试这些功能。

例如，测试信号S_TEST包括处于图29A所示的第一频率f1的信号脉冲，从而以图29B所示的第二频率f2测量过电流保护电路53，以便以图29C所示的第三频率f3测试过温保护电路52，继而测试dT功能。仅为了说明的目的，在图29A至图29C所示示例中，f1＝2f2＝3f3。在这些附图中，除了测试信号S_TEST的定时图，还指示控制电路1处于测试模式的时间周期。

参照上述内容，可以在测试模式中测试过电流保护电路。过电流保护电路53接收电流测量信号CS并将电流测量信号CS与过电流阈值进行比较。为了测试过电流保护电路53的功能，操作模式控制器6被配置为在测试模式中将过电流阈值设置为当额定电流流过电子开关2时可由负载电流I_L达到的电平。为了测试过电流保护电路53，电子开关2通过输入信号S_IN的控制而接通，而当过电流保护电路53在测试模式中生成过电流保护信号S53的保护电平时，过电流保护电路53通过测试。

根据另一示例，控制电路1被配置为在测试模式中测试过温保护电路52。过温保护电路52被配置为测量电子开关2的温度并将测量的温度与过温阈值进行比较，而当测量的温度高于过温阈值时，过温保护电路52生成过温保护信号S52的保护电平。为了测试过温保护电路52，电子开关2通过输入信号S_IN的控制而接通，并且过温阈值降低，使得在正常操作条件下(诸如额定电流流过电子开关2)，测量的温度达到降低的阈值。当测量的温度达到降低的温度阈值时，过温保护电路52通过测试，使得过温保护信号S52在测试模式期间具有保护电平。

类似地，为了测试温度差保护电路54，电子开关2通过输入信号S_IN的控制而接通，并且温度差阈值降低，使得在正常操作条件下(诸如额定电流流过电子开关2)，测量的温度差达到降低的阈值。当测量的温度达到降低的温度阈值时，温度差保护电路54通过测试，使得温度差保护信号S54在测试模式期间具有保护电平。

测试电路9被配置为根据测试结果改变管脚P_STATUS处的信号S_STATUS的信号电平。根据一个示例，测试电路9在测试失败时输出失败电平，并且当成功地测试功能时输出通过电平。根据一个示例，针对将被测试的不同功能输出不同的通过电平。例如，当过电流保护电路53被成功测试时输出第一通过电平，当过温保护电路52被成功测试时输出第二通过电平，以及如果温度差功能被成功测试，则输出第三通过电平。在图29中示出了失败电平和通过电平的示例。

图31示出了测试模式中的信号的定时图。具体地，图31示出了测试信号S_TEST、输入信号S_IN和状态信号S_STATUS的定时图。在图31中还示出了特定时间周期中测试的功能。仅为了说明的目的，图31示出了两个不同的测试情况中的定时图。当操作模式控制器基于测试信号S_TEST已经检测哪个功能将被检测时，与测试过电流保护功能相关的第一测试情况开始。根据一个示例，操作模式控制器被配置为在PWM测试信号的一个周期之后检测将被检测的功能。在过电流测试模式中，当输入信号S_IN具有导通电平以及过电流保护电路53通过测试时，测试电路9输出第一通过电平。当过电流保护电路53测试失败时，测试电路9在输入信号S_IN具有导通电平的时间段中输出失败电平。等效地，在过温测试模式中，当输入信号S_IN具有导通电平时以及过温保护电路52通过测试时，测试电路9输出第二通过电平。

根据一个示例，如图31所示，测试电路9在状态输出S_STATUS处输出不同于0的信号电平，表示控制电路1处于测试模式。该信号电平可以被称为测试电平。根据一个示例，只要控制电路1进入测试模式，控制电路1就输出测试电平。该测试电平不同于失败电平和通过电平。

在上面解释的示例中，控制电路1包括输入并且被配置为基于在输入处接收的输入信号S_IN的信号电平驱动电子开关2。根据另一示例，省略输入，并且控制电路基于由控制电路1接收的电源电压驱动电子开关2。以下参照图32进行说明。图32所示的电子电路基于图26所示的电子电路。然而，代替输入信号S_IN基于电源电压驱动电子开关2的概念也可以应用于上面解释的其他电子电路。

在图32所示的电子电路中，电源电路54接收电源电压。根据一个示例，控制电路1被配置为：只要由电源接收的电源电压足够高来使电源对控制电路1中的其他电路(具体为驱动电路3)供电，控制电路1就被配置为接通电子开关2。等效地，控制电路被配置为在电源电压落到特定电源阈值之下时断开电子开关2。

以上面解释的相同方式，可以在控制电路中实施上面结束的保护功能，诸如线保护功能、过电流保护功能或过温保护功能。即，当一个保护信号具有保护电平时，断开电子开关2。根据一个示例，基于一个保护信号，控制电路1保持电子开关2在其断开之后处于截止状态，直到控制电路1被重置。在该示例中，重置控制电路1包括：将电源电压降低到电源阈值之下，并且增加电源电压重新回到电源阈值之上。根据一个示例，仅在电源电压在预定的时间段内低于电源阈值的情况下，控制电路被重置。

上面解释的一些方面涉及：

A1.一种电子电路，包括：电子开关，包括负载路径；以及控制电路，被配置为驱动电子开关，其中，控制电路被配置为至少基于电子开关的负载电流的电平在第一操作模式和第二操作模式中的一个模式中进行操作，其中在第一操作模式中，控制电路被配置为基于负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号并基于第一保护信号驱动电子开关，并且其中所述控制电路被配置为生成状态信号，使得状态信号在操作模式从第二操作模式变为第一操作模式时具有唤醒脉冲，并且在唤醒脉冲之后具有表示负载电流的电平的信号电平。

A2.根据条款1的电子电路，其中，控制电路被配置为在第一操作模式中在电子电路的状态输出处连续地输出表示负载电流的电平的信号电平。

A3.根据条款A1或A2的电子电路，其中，控制电路被配置为接收轮询信号；并且在第一操作模式中，仅在轮询信号请求时输出表示负载电流的电平的信号电平。

A4.根据条款A3的电子电路，其中，控制电路进一步被配置为：在第二操作模式中，在轮询信号请求时输出不同于唤醒脉冲的状态脉冲。

A5.根据条款A1至A4中任一项的电子电路，其中，控制电路被配置为：当负载电流达到预定阈值时，将操作从第二操作模式变为第一操作模式。

A6.根据条款A1至A5中任一项的电子电路，其中，控制电路包括被配置为生成第一保护信号的第一保护电路，并且包括：模数转换器(ADC)，被配置为接收表示负载电流的ADC输入信号并输出ADC输出信号，ADC输出信号包括多个值的序列，使得每一个值都表示ADC输入信号的相应采样；滤波器，被配置为接收ADC输出信号并输出滤波器信号；以及比较器电路，被配置为基于将滤波器输出信号与预定阈值进行比较来生成第一保护信号。

A7.根据条款A6的电子电路，其中，ADC是对数ADC，其被配置为生成ADC输出信号，使得值序列中的值表示ADC输入信号的相应采样的对数。

A8.根据条款A6的电子电路，其中，控制电路被配置为输出表示通过负载路径的电流的电平的信号电平包括控制电路被配置为输出ADC输出信号。

A9.根据条款A1至A8中任一项的电子电路，其中，控制电路还包括被配置为接收输入信号的输入，并且其中控制电路被配置为在第一操作模式和第二操作模式中基于输入信号驱动电子开关。

A10.根据条款A1至A9中任一项的电子电路，其中，控制电路被配置为在第一操作模式但不在第二操作模式中生成第一保护信号。

A11.根据条款A1至A10中任一项的电子电路，还包括：电流测量电路，被配置为测量负载电流并提供与负载电流成比例的电流测量信号，其中被配置为基于负载电流在第一操作模式或第二操作模式中操作电子电路的控制电路包括：被配置为基于电流测量信号在第一操作模式或第二操作模式中操作电子电路的控制电路。

A12.根据条款A11的电子电路，其中，控制电路包括被配置为基于电流测量信号提供ADC输出信号的ADC，并且其中被配置为基于电流测量信号在第一操作模式或第二操作模式中进行操作的控制电路包括：被配置为基于ADC输出信号在第一操作模式或第二操作模式中进行操作的控制电路。

A13.根据条款A11的电子电路，其中，控制电路被配置为调整负载电流与电流测量信号之间的比例因子以在第一操作模式中具有第一值以及在第二操作模式中具有低于第一值的第二值。

A14.一种方法，包括：基于通过电子电路中的电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号；至少基于负载电流的电平在第一操作模式和第二操作模式中的一个操作模式中操作电子电路；以及生成状态信号，使得当操作从第二操作模式变为第一操作模式时，状态信号具有唤醒脉冲，并且在唤醒脉冲之后具有表示负载电流的电平的信号电平。

A15.根据条款A14的方法，其中，在第一操作模式中生成状态信号包括：连续地输出表示负载电流的电平的信号电平。

A16.根据条款A14或A15的方法，其中，在第一操作模式中生成状态信号包括：通过电子电路接收轮询信号；以及仅在轮询信号请求时，输出表示负载电流的电平的信号电平。

A17.根据条款A16的方法，还包括：在第二操作模式中，在由轮询信号请求时，输出不同于唤醒脉冲的状态脉冲。

A18.根据条款A15至A17中任一项的方法，其中，至少基于负载电流的电平在第一操作模式和第二操作模式中的一种操作模式中操作电子电路包括：当负载电流达到预定阈值时，将操作从第二操作模式变为第一操作模式。

A19.根据条款A14至A18中任一项的方法，还包括：通过电子电路接收输入信号；以及在第一操作模式和第二操作模式中基于输入信号驱动电子开关。

A20.根据条款A14至A19中任一项的方法，还包括：在第一操作模式中而不在第二操作模式中生成第一保护信号。

A21.根据条款A14至A20中任一项的方法，还包括：测量负载电流并提供与负载电流成比例的电流测量信号，其中，基于负载电流在第一操作模式或第二操作模式中操作电子电路包括：基于电流测量信号在第一操作模式或第二操作模式中操作电子电路。

A22.根据条款A21的方法，其中，负载电流与电流测量信号之间的比例因子在第一操作模式中具有第一值以及在第二操作模式中具有低于第一值的第二值。

B1.一种电子电路，包括：电子开关，包括负载路径；第一保护电路，被配置为基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号；以及驱动电路，被配置为基于第一保护信号驱动电子开关，其中，第一保护电路包括：对数模数转换器(ADC)，被配置为接收表示负载电流的ADC输入信号并输出包括多个值的序列的ADC输出信号，使得每一个值都表示ADC输入信号的相应采样；滤波器，被配置为对ADC输出信号进行滤波并输出滤波器输出信号；以及比较器电路，被配置为基于将滤波器输出信号与预定阈值进行比较来生成第一保护信号。

B2.根据条款B1的电子电路，其中，滤波器被配置为计算ADC输出信号的多个连续值的加权和，并基于加权和生成滤波器输出信号。

B3.根据条款B2的电子电路，其中，滤波器被配置为计算ADC输出信号的多个连续值的加权和包括：通过S43[k]＝S42[k]+(1-α)·S43[k-1]来计算滤波器输出信号中的一个值S43[k]，其中，S42[k]是ADC输出信号中的一个值，S43[k-1]是滤波器输出信号的一个先前值，以及1-α是恒定的，其中1-α<1。

B4.根据条款B3的电子电路，其中，滤波器被配置为仅基于一个或多个寄存器移位操作和一个或多个相加计算(1-α)·S43[k-1]。

B5.根据条款B1至B4中任一项的电子电路，还包括：第一输入，被配置为接收输入信号，其中驱动电路被进一步配置为基于输入信号驱动电子开关。

B6.根据条款B5的电子电路，其中，驱动电路被配置为：当第一保护信号具有使能电平时基于输入信号切换电子开关，当输入信号具有导通电平且第一保护信号具有禁用电平时断开电子开关，并且在已经通过第一保护信号的禁用电平断开电子开关之后，当第一保护信号具有禁用电平时且在输入信号从截止电平变为导通电平之后接通第一电子开关。

B7.根据条款B1至B6中任一项的电子电路，还包括：第二输入，被配置为接收表示预定阈值的信号。

B8.根据条款B1至B7中任一项的电子电路，还包括：第二保护电路，被配置为仅基于负载路径电流的电流电平生成第二保护信号。

B9.根据条款B1至B8中任一项的电子电路，还包括：第三保护电路，被配置为基于电子开关的温度生成第三保护信号。

B10.根据条款B1至B9中任一项的电子电路，其中，电子开关包括选自由MOSFET、IGBT、BJT、JFET和GaN HEMT组成的组中的至少一种器件。

B11.一种方法，包括：基于通过电子开关的负载路径的电流的电流-时间特性生成第一保护信号；以及基于第一保护信号驱动电子开关，其中，生成第一保护信号包括：通过对数模数转换器(ADC)，接收表示负载电流的ADC输入信号并输出包括多个值的序列的ADC输出信号，使得每一个值都表示ADC输入信号的相应采样；通过滤波器对ADC输出信号进行滤波并输出滤波器输出信号；以及通过比较器电路，基于将滤波器输出与预定阈值进行比较来生成第一保护信号。

B12.根据条款11的方法，其中，通过滤波器对ADC输出信号进行滤波包括：计算ADC输出信号的多个连续值的加权和；以及基于加权和生成滤波器输出信号。

B13.根据条款B12的方法，其中，计算ADC输出信号的多个连续值的加权和包括：通过S43[k]＝S42[k]+(1-α)·S43[k-1]计算滤波器输出信号中的一个值S43[k]，其中，S42[k]是ADC输出信号的一个值，S43[k-1]是滤波器输出信号的一个先前值，以及1-α是恒定的，其中1-α<1。

B14.根据条款B13的方法，其中，计算(1-α)·S43[k-1]仅基于一个或多个寄存器移位操作和一个或多个相加。

B15.根据条款B11至B14中任一项的方法，还包括：基于输入信号驱动电子开关。

B16.根据条款B15的方法，其中，基于输入信号驱动电子开关包括：当第一保护信号具有使能电平时基于输入信号切换电子开关，当输入信号具有导通电平且第一保护信号具有禁用电平时断开电子开关，并且在已经通过第一保护信号的禁用电平断开电子开关之后，当第一保护信号具有禁用电平时且在输入信号从截止电平变为导通电平之后接通第一电子开关。

B17.根据条款B11至B16中任一项的方法，还包括：仅基于负载路径电流的电流电平生成第二保护信号。

B18.根据条款B11至B17中任一项的方法，还包括：基于电子开关的温度生成第三保护信号。

B19.根据条款B11至B18中任一项的方法，其中，电子开关包括选自由MOSFET、IGBT、BJT、JFET和GaN HEMT组成的组中的至少一种器件。

C1.一种电子电路，包括：电子开关，包括负载路径；第一保护电路，被配置为基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号；驱动电路，被配置为基于第一保护信号驱动电子开关，其中，第一保护电路包括模数转换器(ADC)，其被配置为接收表示负载电流的ADC输入信号，在多个连续采样周期的每一个周期中对ADC输入信号采样一次，以及输出包括多个值的序列的ADC输出信号，使得每一个值表示ADC输入信号的相应采样，其中，ADC被配置为在每个采样周期中伪随机地选择采样时间。

C2.根据条款C1的电子电路，其中，ADC被配置为在每个采样周期中伪随机地选择采样时间包括：ADC被配置为基于线性反馈移位寄存器的输出信号选择采样时间。

C3.根据条款C1或C2的电子电路，其中，ADC被配置为在每个采样周期中伪随机地选择采样时间包括：ADC被配置为在每个采样周期中从固定数量的采样时间中选择采样时间。

C4.根据条款C1至C3中任一项的电子电路，其中，ADC是对数ADC。

C5.根据条款C1至C4中任一项的电子电路，还包括：第一输入，被配置为接收输入信号，其中驱动电路被进一步配置为基于输入信号驱动电子开关。

C6.根据条款C5的电子电路，其中，驱动电路被配置为：当第一保护信号具有使能电平时基于输入信号切换电子开关，当输入信号具有导通电平且第一保护信号具有禁用电平时断开电子开关，并且在已经通过第一保护信号的禁用电平断开电子开关之后，当第一保护信号具有禁用电平时且在输入信号从截止电平变为导通电平之后接通第一电子开关。

C7.根据条款C1至C6中任一项的电子电路，其中，电子开关包括选自由MOSFET、IGBT、BJT、JFET和HEMT组成的组中的至少一种器件。

C8.一种方法，包括：基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号，其中生成第一保护信号包括通过模数转换器(ADC)接收表示负载电流的ADC输入信号，在多个连续的采样周期的每个周期中对ADC输入信号采样一次，并输出包括多个值的序列的ADC输出信号，使得每一个值表示ADC输入信号的相应采样，其中在多个连续采样周期的每个周期中对ADC输入信号采样一次包括：在每个采样周期中，在伪随机选择的采样时间处对ADC输入信号进行采样。

C9.根据条款C8的方法，其中，在每个采样周期中在伪随机选择的采样时间处对ADC输入信号进行采样包括：基于线性反馈移位寄存器的输出信号来选择采样时间。

C10.根据条款C8或C9的方法，其中，在每个采样周期中在伪随机选择的采样时间处对ADC输入信号进行采样包括：在每个采样周期中从固定数量的采样时间中选择采样时间。

C11.根据条款C8至C10中任一项的方法，其中，ADC是对数ADC。

C12.根据条款C8至C11中任一项的方法，还包括：基于输入信号驱动电子开关。

C13.根据条款C12的方法，其中，基于输入信号驱动电子开关包括：当第一保护信号具有使能电平时基于输入信号切换电子开关，当输入信号具有导通电平且第一保护信号具有禁用电平时断开电子开关，并且在已经通过第一保护信号的禁用电平断开电子开关之后，当第一保护信号具有禁用电平时且在输入信号从截止电平变为导通电平之后接通第一电子开关。

C14.根据条款C8至C13中任一项的方法，其中，电子开关包括选自由MOSFET、IGBT、BJT、JFET和HEMT组成的组中至少一种器件。

D1.一种电子电路，包括：电子开关，包括负载路径；控制电路，被配置为驱动电子开关，其中控制电路被配置为在至少两种操作模式中的一种模式中进行操作，其中，至少两种操作模式包括第一操作模式和第二操作模式，控制电路在第二操作模式中被配置为执行基本功能的集合，并且在第一操作模式中被配置为执行基本功能的集合和至少一个附加功能，其中，至少一个附加功能包括基于电子开关的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号并且基于第一保护信号驱动第一电子开关。

D2.根据条款D1的电子电路，其中，控制电路被配置为在第一操作模式和第二操作模式中基于输入信号驱动电子开关。

D3.根据条款D1或D2的电子电路，其中，控制电路被配置为在第一操作模式和第二操作模式中基于由控制电路接收的电源电压来驱动电子开关，其中电源电压被配置为向控制电路供电。

D4.根据条款快D1至D3中任一项的电子电路，其中，基本功能的集合包括：监控负载电流，并且当负载电流达到预定的过电流阈值时断开电子开关。

D5.根据条款D1至D4中任一项的电子电路，其中，基本功能的集合包括：监控电子开关的温度，并且当温度达到预定的过温阈值时断开电子开关。

D6.根据条款D4或D5的电子电路，其中，至少两种操作模式还包括第三操作模式，其中，在第三操作模式中，控制电路被配置为监控负载电流并在负载电流达到过电流阈值时调节负载电流。

D7.根据条款D6的电子电路，其中，控制电路被配置为调节负载电流包括：控制电路被配置为调节负载电流，以具有基本等于过电流阈值的目标电平。

D8.根据条款D1至D7中任一项的电子电路，其中，控制电路包括第一保护电路，其被配置为生成第一保护信号并包括：模数转换器(ADC)，被配置为接收表示负载电流的ADC输入信号并输出ADC输出信号；滤波器，被配置为对ADC输出信号进行滤波并输出滤波器输出信号；以及比较器电路，被配置为基于滤波器输出信号与预定阈值的比较生成第一保护信号。

D9.根据条款D8的电子电路，还包括又一输入，被配置为接收表示预定阈值的信号。

D10.根据条款D1至D9中任一项的电子电路，其中，控制电路还包括状态输出，控制电路进一步被配置为当操作从第二操作模式变为第一操作模式时，在状态输出处生成唤醒脉冲。

D11.根据条款D1至D10中任一项的电子电路，其中，控制电路被配置为基于负载电流和至少一个其他参数进入第二操作。

D12.根据条款D11的电子电路，其中，至少一个其他参数选自由以下项目组成的组：被配置为生成第一保护信号的第一保护电路的滤波器中的滤波器输出信号、电子开关中的温度与控制电路中的温度之间的温度差、电子电路的环境温度以及电子开关的导通电阻。

D13.一种方法，包括：操作被配置为在至少两种操作模式中的一种操作模式中驱动电子开关的控制电路，其中至少两种操作模式包括第一操作模式和第二操作模式，在第二操作模式中进行操作包括通过控制电路执行基本功能的集合，以及在第一操作模式中进行操作包括通过控制电路执行基本功能的集合和至少一个附加功能，至少一个附加功能包括基于电子开关的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号以及基于第一保护信号驱动第一电子开关。

D14.根据条款D13的方法，其中，在第一操作模式和第二操作模式中进行操作包括：通过控制电路，基于输入信号驱动电子开关。

D15.根据条款D13或D14的方法，其中，在第一操作模式和第二操作模式中进行操作包括：基于由控制电路接收的电源电压来驱动电子开关，电源电压被配置为向控制电路供电。

D16.根据条款D13至D15中任一项的方法，其中，基本功能的集合包括：监控负载电流，以及当负载电流达到预定的过电流阈值时断开电子开关。

D17.根据条款D13至D16中任一项的方法，其中，基本功能的集合包括：监控电子开关的温度，以及当温度达到预定的过温阈值时断开电子开关。

D18.根据条款D16或D17的方法，其中，至少两种操作模式还包括第三操作模式，其中，在第三操作模式中进行操作包括：通过控制电路，监控负载电流，并且当负载电流达到过电流阈值时调节负载电流。

D19.根据条款D18的方法，其中，调节负载电流包括：调节负载电流，以具有基本等于过电流阈值的目标电平。

D20.根据条款D13至D19中任一项的方法，还包括：当操作从第二操作模式变为第一操作模式时，通过控制电路在状态输出处生成唤醒脉冲。

D21.根据条款D13至D20中任一项的方法，还包括：基于负载电流和至少一个其他参数，通过控制电路进入第二操作。

D22.根据条款D21的方法，其中，至少一个参数选自由以下项目组成的组：被配置为生成第一保护信号的第一保护电路的滤波器中的滤波器输出信号、电子开关中的温度与控制电路中的温度之间的温度差、电子电路的环境温度以及电子开关的导通电阻。

E1.一种电子电路，包括：电子开关，包含负载路径；控制电路，被配置为驱动电子开关并被配置为在第一操作模式和测试模式中的一个模式中进行操作，其中控制电路包括测试模式输入并被配置为基于在测试输入处接收的测试信号在测试模式中进行操作，并且其中处于第一操作模式的控制电路被配置为基于电子开关的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号并基于第一保护信号驱动第一电子开关。

E2.根据条款E1的电子电路，其中，控制电路被配置为确定测试信号的占空比并基于确定的占空比测试控制电路的至少两个不同功能中的一个功能，以得到测试结果。

E3.根据条款E1或E2的电子电路，其中，控制电路包括状态输出，并且其中在测试模式中，控制电路被配置为在状态输出处输出状态信号。

E4.根据条款E3的电子电路，其中，控制电路被配置为根据测试结果改变状态信号的信号电平。

E5.根据条款E4的电子电路，其中，控制电路被配置为：如果测试结果表示功能通过测试，则输出通过电平，而如果测试结果表示功能测试失败，则输出失败电平。

E6.根据条款E4或E5的电子电路，其中，失败电平不取决于被测试的功能。

E7.根据条款E4至E6中任一项的电子电路，其中，通过电平取决于被测试的功能。

E8.根据条款E1至E7中任一项的电子电路，其中，控制电路还包括被配置为接收输入信号的驱动输入，其中，控制电路在第一操作模式中被配置为基于输入信号驱动电子开关。

E9.根据条款E8的电子电路，其中，在测试模式中，控制电路被配置为仅在输入信号具有导通电平的情况下生成通过电平和失败电平中的一个。

E10.根据条款E8或E9的电子电路，其中，在测试模式中，控制电路被配置为在输入信号具有截止电平的情况下输出不同于通过电平、失败电平和零的信号电平。

E11.一种方法，包括操作被配置为在第一操作模式和测试模式中的一种模式中驱动电子开关的控制电路，其中在测试模式中操作控制电路包括：基于在控制电路的测试输入处接收的测试信号，在测试模式中操作控制电路，以及其中在第一操作模式中操作控制电路包括：通过控制电路，基于电子开关的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号并基于第一保护信号驱动第一电子开关。

E12.根据条款E11的方法，其中，在测试模式中操作控制电路包括：确定测试信号的占空比，以及基于确定的占空比测试控制电路的至少两个不同功能中的一个功能，以得到测试结果。

E13.根据条款E11或E12的方法，其中，在测试模式中操作控制电路包括：在状态输出处输出状态信号。

E14.根据条款E13的方法，其中，在状态输出处输出状态信号包括：根据测试结果改变状态信号的信号电平。

E15.根据条款E14的方法，其中，根据测试结果改变状态信号的信号电平包括：如果测试结果表示功能通过测试，则输出通过电平，而如果测试结果表示功能测试失败，则输出失败电平。

E16.根据条款E15的方法，其中，失败电平不取决于被测试的功能。

E17.根据条款E15或E16的方法，其中，通过电平取决于被测试的功能。

E18.根据条款E11至E17中任一项的方法，其中，在第一操作模式中操作控制电路包括：基于输入信号驱动电子开关。

E19.根据条款E18的方法，其中，在测试模式中操作控制电路包括：仅在输入信号具有导通电平的情况下，生成通过电平和失败电平中的一个。

E20.根据条款E18或E19的方法，其中，在测试模式中操作控制电路包括：如果输入信号具有截止电平，则输出不同于通过电平、失败电平和零的信号电平。

尽管公开了本发明的各个示例性实施例，但本领域技术人员应理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行将实现本发明的一些优点的各种改变和修改。本领域技术人员应明确，可以适当地替换执行相同功能的其他部件。应该提及，即使在没有明确体积的情况下，参照特定附图解释的特征可以与其他附图的特征组合。此外，本发明的方法可以在使用适当处理器指令的所有软件实施方式或者利用硬件逻辑和软件逻辑的组合的混合实施方式来实现，从而实现相同的结果。发明概念的这种修改被所附权利要求覆盖。

诸如“下方”、“之下”、“下部”、“之上”、“上部”等的空间相对术语用于描述的方便，从而解释一个元件相对于第二元件的定位。除了与图中所示不同的定向之外，这些术语用于包括设备的不同定向。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语还用于描述各种元件、区域、部分等，并且也不用于限制。类似的术语在说明书中表示不同的元件。

如本文所使用的，术语“具有”、“包含”、“包括”等是开放性术语，其表示所提元件或特征的存在，但是不排除附加的元件或特征。冠词“一个”用于包括多个以及单个，除非另有明确指定。

考虑上述范围的变形和应用，应该理解，本发明不通过前面的描述来限制，也不通过附图来限制。相反，本发明仅通过以下权利要求及其等效物来限制。

Claims (18)

1.一种电子电路，包括：

电子开关，包括负载路径；

第一保护电路，被配置为基于通过所述电子开关的所述负载路径的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号；以及

驱动电路，被配置为基于所述第一保护信号驱动所述电子开关，

其中所述第一保护电路包括模数转换器ADC，其被配置为接收表示所述负载电流的ADC输入信号，在多个连续的采样周期的每一个中对所述ADC输入信号采样一次，以及输出包括多个值的序列的ADC输出信号，使得所述多个值中的每个值表示所述ADC输入信号的相应采样，以及

其中所述ADC被配置为，基于线性反馈移位寄存器的第一输出信号和延迟路径的第二输出信号的组合，在每个采样周期中伪随机地选择采样时间。

2.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述ADC被配置为在每个采样周期中伪随机地选择采样时间包括：所述ADC被配置为在每个采样周期中从固定数量的采样时间中选择采样时间。

3.根据权利要求1所述的电子电路，

其中所述ADC是对数ADC。

4.根据权利要求1所述的电子电路，还包括：

第一输入，被配置为接收输入信号；

其中所述驱动电路还被配置为基于所述输入信号驱动所述电子开关。

5.根据权利要求4所述的电子电路，其中所述驱动电路被配置为：

当所述第一保护信号具有使能电平时，基于所述输入信号切换所述电子开关，

当所述输入信号具有导通电平且所述第一保护信号具有禁用电平时，断开所述电子开关，以及

在已经通过所述第一保护信号的禁用电平断开所述电子开关之后，当所述第一保护信号具有禁用电平且在所述输入信号从截止电平变为导通电平之后，接通所述电子开关。

6.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述电子开关包括选自由以下项组成的组中的至少一种器件：

MOSFET；

IGBT；

BJT；

JFET；以及

HEMT。

7.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述延迟路径包括多个延迟元件。

8.根据权利要求1所述的电子电路，还包括与所述线性反馈移位寄存器串联的编码器。

9.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述延迟路径的输入和所述线性反馈移位寄存器的输入耦合到时钟信号源。

10.一种用于生成保护信号的方法，包括：

基于通过电子开关的负载路径的负载电流的电流-时间特性生成第一保护信号，

其中生成所述第一保护信号包括：通过模数转换器ADC，接收表示所述负载电流的ADC输入信号，在多个连续的采样周期的每一个中对所述ADC输入信号采样一次，以及输出包括多个值的序列的ADC输出信号，使得所述多个值中的每个值表示所述ADC输入信号的相应采样，

其中在多个连续的采样周期的每一个中对所述ADC输入信号采样一次包括：基于线性反馈移位寄存器的第一输出信号和延迟路径的第二输出信号的组合，在每个采样周期中在伪随机选择的采样时间处对所述ADC输入信号进行采样。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在每个采样周期中在伪随机选择的采样时间处对所述ADC输入信号进行采样包括：在每个采样周期中从固定数量的采样时间中选择采样时间。

12.根据权利要求10所述的方法，

其中所述ADC是对数ADC。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括：

基于输入信号驱动所述电子开关。

14.根据权利要求13所述的方法，其中基于所述输入信号驱动所述电子开关包括：

当所述第一保护信号具有使能电平时，基于所述输入信号切换所述电子开关，

当所述输入信号具有导通电平且所述第一保护信号具有禁用电平时，断开所述电子开关，以及

在已经通过所述第一保护信号的禁用电平断开所述电子开关之后，当所述第一保护信号具有禁用电平且在所述输入信号从截止电平变为导通电平之后，接通所述电子开关。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述电子开关包括选自由以下项组成的组中的至少一种器件：

MOSFET；

IGBT；

BJT；

JFET；以及

HEMT。

16.根据权利要求10所述的方法，其中所述延迟路径包括多个延迟元件。

17.根据权利要求10所述的方法，还包括与所述线性反馈移位寄存器串联的编码器。

18.根据权利要求10所述的方法，其中所述延迟路径的输入和所述线性反馈移位寄存器的输入耦合到时钟信号源。

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