CN107276576A - 具有唤醒功能的电子切换和保护电路 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及具有唤醒功能的电子切换和保护电路。一种实施例电子电路包括：包括负载路径的电子开关；以及控制电路，被配置成驱动所述电子开关。所述控制电路被配置成至少基于所述电子开关的负载电流的电平来在第一操作模式和第二操作模式之一中操作。在所述第一操作模式中，所述控制电路被配置成基于所述负载电流的电流‑时间特性来生成第一保护信号，并基于所述第一保护信号来驱动所述电子开关。所述控制电路被配置成生成状态信号，使得当操作模式从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式时，所述状态信号具有唤醒脉冲，并且在所述唤醒脉冲之后，所述状态信号具有表示所述负载电流的电平的信号电平。

Description

具有唤醒功能的电子切换和保护电路
技术领域
本公开总体涉及电子切换和保护电路，并且更具体地涉及起电子开关和电子保险丝作用的电子电路。
背景技术
保险丝是取决于电流以及电流流动的持续时间而跳闸的保护器件。例如，如果电流高于最大电流，则保险丝基本上瞬时跳闸；如果电流是额定电流或低于额定电流，则保险丝不跳闸；并且如果电流处于额定电流与最大电流之间，则保险丝在取决于电流的延迟时间之后跳闸。保险丝可以用于保护负载以及处于电源与负载之间的线缆。保险丝的功能可以使用电子开关和驱动电路而实现。
发明内容
一个示例涉及一种电子电路。所述电子电路包括：具有负载路径的电子开关；以及控制电路，被配置成驱动所述电子开关。所述控制电路被配置成至少基于所述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之一中操作。在所述第一操作模式中，所述控制电路被配置成基于所述负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，并基于所述第一保护信号来驱动所述电子开关。此外，所述控制电路被配置成生成状态信号，使得当操作模式从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式时，所述状态信号具有唤醒脉冲，并且在所述唤醒脉冲之后，所述状态信号具有表示所述负载电流的电平的信号电平。
另一示例涉及一种方法。所述方法包括：基于负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，所述负载电流经过电子电路中的电子开关的负载路径；至少基于所述负载电流的电平，在第一操作模式和第二操作模式之一中操作所述电子电路；以及生成状态信号，使得当操作从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式时，所述状态信号具有唤醒脉冲，并且在所述唤醒脉冲之后，所述状态信号具有表示所述负载电流的电平的信号电平。
附图说明
下面参照附图来解释示例。附图服务于图示某些原理，因此仅图示出理解这些原理所必需的方面。附图不是按比例绘制的。在附图中，相同附图标记标示相似特征。
图1示意性地图示了电子电路，其具有电子开关和被配置成驱动电子开关的控制电路；
图2示出了控制电路的一个示例；
图3示出了图2中所示的控制电路中的驱动电路的一种操作方式；
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中所示的第一保护电路中的模数转换器（ADC）的一个示例；
图10A和10B示出了根据一个示例的ADC的特性；
图11示出了图8中所示的第一保护电路中的滤波器的一个示例；
图12示出了图8中所示的第一保护电路中的滤波器的另一示例；
图13图示了图12中所示的滤波器中包括的乘法器的操作；
图14示出了图8中所示的第一保护电路中的滤波器的另一示例；
图15示出了图示滤波器的一种操作方式的时序图；
图16示出了图8中所示的第一保护电路中包括的比较器电路的一个示例；
图17图示了电子电路的特性曲线，该电子电路包括第一保护电路（线保护电路）且可选地包括第二保护电路（过电流保护电路）；
图18图示了根据一个示例的根据时钟信号来对电流测量信号进行采样；
图19示出了时钟信号的时序图，该时钟信号包括多个时钟周期和时钟脉冲，这些时钟脉冲在各个时钟周期中具有变化的位置；
图20示出了电路的一个示例，该电路被配置成根据如图18中所示的时钟信号生成如图19中所示的时钟信号；
图21示出了图示图20中所示的电路的一种操作方式的时序图；
图22示出了根据另一示例的控制电路；
图23示出了图示图22中所示的控制电路的一种操作方式的时序图；
图24示出了根据另一示例的控制电路；
图25示出了图示图24中所示的控制电路的一种操作方式的时序图；
图26示出了根据另一示例的控制电路；
图27A和27B示出了图示图26中所示的控制电路在不同操作模式中的操作的时序图；
图28示出了根据另一示例的控制电路；
图29A-29C示出了测试信号的时序图，该测试信号被配置成发起控制电路的测试模式；
图30示出了由控制电路在测试模式中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时序图；以及
图32示出了根据另一示例的具有控制电路的电子电路。
具体实施方式
在以下详细描述中，参照了附图。附图形成该描述的部分，且通过图示的方式示出了其中可实践本发明的具体实施例。应当理解，本文描述的各种实施例的特征可以彼此组合，除非以其他方式具体指出。
图1示出了电子电路的一个示例。电子电路包括：电子开关2，具有控制节点21；以及负载路径，处于第一负载节点22与第二负载节点23之间。电子电路进一步包括：控制电路1，耦合到电子开关2的控制节点21，且被配置成驱动电子开关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管芯（芯片）上，或者可以集成在两个半导体管芯中，这两个半导体管芯布置在一个集成电路封装中。电子电路被配置成驱动负载Z（图1中以虚线图示），负载Z可以与电子开关2的负载路径串联连接，其中具有电子开关2和负载Z的串联电路可以连接在供给节点之间，在这些供给节点中，正供给电势Vbat和负供给电势或接地电势GND可用。正供给节点与负供给节点之间的电压在下文中被称为供给电压。
特别地，电子电路可以用于驱动汽车中的负载Z。在这种情况下，供给该供给电压Vbat的电源是汽车电池。“驱动负载”可以包括：通过接通或关断电子电路中的电子开关2来接通或关断负载。负载可以是汽车中使用的多种电负载中的任一种。负载Z的示例包括但不限于不同类型的灯、不同类型的发动机、继电器、加热系统等等。在图1中所示的示例中，在高侧配置中，电子开关2和负载Z连接。也就是说，负载Z连接在电子开关2与接地节点GND之间。然而，这仅是示例。电子开关2和负载Z还可以在低侧配置中连接或者也可以在任何其他配置中连接。在低侧配置中，例如，负载Z连接在电子开关与正供给节点之间。
参照图1，负载Z可以经由电导线连接到电子开关2。取决于电子电路和相应负载Z位于汽车中何处，电线可以具有数十cm或者甚至更大的相当大的长度。现代的汽车包括多个电负载，使得要求多个电线以将各个负载连接到其相应电子开关。为了节约成本和资源，可能期望将各个电线的尺寸调整成使得在长距离上，这些电线承受与相应负载的额定电流相对应的电流。然而，如果电流升至高于额定电流，则电线可能由于过热而被损坏或者甚至毁坏。根据一个示例，控制电路1因而具有下述功能：监视经过电子开关2的负载电流IL，并在过载场景被检测到时关断电子开关2以保护电线。“过载场景”是下述场景：如果电子开关22未被关断以中断电源与电线之间的连接，则该场景可能导致电线被损坏或毁坏。这在下文中进一步详细地解释。由于电子电路被配置成接通和关断负载Z并保护电线，因此其在下文中也被称作切换和保护电路。
在图1中，电子开关2被示意性地绘制为包括开关的电路块。在下文中，术语“电子开关”意指包括下述任何类型的电子开关或电子开关布置：其具有控制节点21以及处于第一负载节点22与第二负载节点23之间的负载路径，且被配置成取决于在控制节点21处接收的驱动信号而接通和关断。“接通”意指在接通状态中操作电子开关2，在该接通状态中，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。“关断”意指在关断状态中操作电子开关2，在该关断状态中，电子开关2能够防止第一负载节点22与第二负载节点23之间的电流流动。根据一个示例，电子开关2包括至少一个晶体管。该至少一个晶体管是例如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、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）。
在下文中，参照附图来解释控制电路1及其功能的示例。特别地，参照图中描绘的功能块来解释控制电路1的功能。应当指出，这些功能块表示控制电路1的功能而不是其具体实现方式。这些功能块可以是被配置成执行下面解释的相应功能的专用电路块。然而，还可能的是，各个功能块的功能由可编程电路（处理器）执行，存储器中存储的专用软件运行在该可编程电路（处理器）上。
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，被配置成基于负载电流IL的电流-时间特性来生成第一保护信号S4。“基于负载电流IL的电流-时间特性来生成第一保护信号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IL的电流电平和电流历史。也就是说，第一保护电路4在某个时间段内评估负载电流IL，以便生成第一保护信号S4。为了能够评估负载电流IL，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来生成第一保护信号S4。根据一个示例，电流测量信号CS与负载电流IL成比例。在图2中所示的示例中，电流测量信号CS（其还可以被称作电流感测信号）在电子开关2的感测输出24处可用。在这种情况下，被配置成测量负载电流IL且提供电流测量信号CS的电流测量电路集成在电子开关2中。然而，这仅是示例。也可以使用与电子开关2分离的电流测量电路。
图2中所示的控制电路1被配置成基于第一保护信号S4以及分别在电子电路和控制电路1的第一输入节点（输入管脚）PIN处接收的输入信号SIN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SIN，并基于第一保护信号S4和输入信号SIN来生成驱动信号S3。驱动信号S3在电子开关2的控制节点21处接收，且被配置成接通或关断电子开关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：接通电平，指示期望接通电子开关2；或者关断电平，指示期望关断电子开关2。可选的驱动器51被配置成基于驱动信号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（如图2中示意性地图示）。MOSFET是电压控制的半导体器件，其取决于在栅极节点与源极节点之间施加的驱动电压而接通或关断。在该示例中，驱动器51被配置成基于驱动信号S3来生成驱动电压，以便基于驱动信号S3来接通或关断电子开关2。
参照图3来解释控制电路1的（特别地，驱动电路3的）一种操作方式。图3示出了输入信号SIN、第一保护信号S4和驱动信号S3的时序图。在所示的示例中，输入信号SIN是具有接通电平或关断电平的逻辑信号。输入信号SIN的接通电平指示期望接通电子开关2，并且关断电平指示期望关断电子开关2。仅出于解释的目的，在该示例中，接通电平是高逻辑电平，并且关断电平是低逻辑电平。等同地，在图3中所示的示例中，驱动信号S3的接通电平被绘制为高电平，并且关断电平被绘制为低电平。在该示例中，第一保护信号S4也是具有两个不同信号电平的逻辑信号。指示期望关断电子开关2的第一保护信号S4的信号电平在下文中被称作保护电平或禁用电平（由于其禁用驱动电路3接通电子开关2）。仅出于图示的目的，在图3中所示的示例中，保护电平是高逻辑电平。第一保护信号S4的另一信号电平在下文中被称作启用电平（由于其启用驱动电路3以基于输入信号SIN来驱动电子开关2）。在本示例中，启用电平是低信号电平。
参照图3，驱动电路3被配置成在第一保护信号S4具有启用电平的情况下基于输入信号SIN来驱动电子开关2。也就是说，当输入信号SIN的信号电平从关断电平改变到接通电平时，驱动电路3通过生成驱动信号S3的接通电平来接通电子开关2，并且当输入信号SIN的信号电平从接通电平改变到关断电平时，驱动电路3通过生成驱动信号S3的关断电平来关断电子开关3。这在图3中在时刻t0和t1之间图示。当第一保护信号S4指示期望关断电子开关3时，驱动电路3通过将驱动信号S3的信号电平从接通电平改变到关断电平来关断电子开关2。这在图3中在第一保护信号S4的信号电平改变到保护电平时的时刻t1处示出。
根据一个示例，即使第一保护信号S4改变到启用电平并且输入信号SIN在时间t1之后具有接通电平，驱动电路3也将电子开关2维持在关断状态中。也就是说，驱动电路3被锁定在将电子开关2维持在关断状态中的操作状态中，直到其被重置。根据一个示例，驱动电路3被配置成：仅在输入信号SIN的信号电平已经从接通电平改变到关断电平并从关断电平改变回到接通电平之后，才再次接通电子开关2，也就是说，重置驱动电路3。在所示的示例中，输入信号SIN的信号电平在时刻t2处改变到关断电平，并在时刻t3处改变回到接通电平，其中电子开关2在时刻t3处被再次接通。根据一个示例，仅当在输入信号SIN改变到接通电平之前输入信号SIN的关断电平占优势达长于预定义时间段时，才重置驱动电路3。也就是说，在图3中所示的示例中，仅当在时刻t2和t3之间存在该预定义时间段时，才重置驱动电路。
图4示出了驱动电路3的一个示例，驱动电路3被配置成根据图3中所示的时序图来驱动电子开关2。在该示例中，驱动电路3包括：锁存器31，例如SR触发器；以及逻辑门32，例如与门。SR触发器在设置输入S处接收第一保护信号S4，并且逻辑门从触发器31的反相输入Q'接收输入信号SIN和输出信号。输入信号SIN由触发器31的重置输入R接收。当保护信号S4从启用电平改变到禁用电平（保护电平）时，触发器31被设置，并且，直到输入信号SIN从关断电平改变到接通电平时，触发器31才被重置。当触发器31被设置时，其经由逻辑门32将驱动信号S3的信号电平改变到关断电平，直到触发器被重置。在触发器31已经被重置之后，驱动信号S3再次被输入信号SIN管理，直到触发器31再次被设置。
根据另一示例，除第一保护电路4外，第一控制电路1包括至少一个另外的保护电路。图5示出了第一控制电路1的一个示例，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。这些保护电路是独立的，因此，不必要将所有这些保护电路52-55都实现。也就是说，控制电路1可以被实现成具有这些附加保护电路52-55中的仅一个、两个或三个。
根据一个示例，第二保护电路52（其也可以被称作过温保护电路）被配置成测量电子开关2的温度，并基于所测量的温度来生成由驱动电路3接收的第二保护信号S52。根据一个示例，第二保护电路52被配置成将第二保护信号S52生成为：当所测量的温度高于预定义过温阈值时，具有保护电平（禁用电平）；以及当所测量的温度低于该过温阈值时，具有启用电平。第二保护信号S52的保护电平使驱动电路3关断电子开关2，并且启用电平使驱动电路3基于输入信号SIN来驱动电子开关2。
根据一个示例，第三保护电路53（其也可以被称作过电流保护电路）被配置成监视负载电流IL以便检测过电流，并基于该检测来生成第三保护信号S53。在该示例中，第三保护电路53接收电流测量信号CS，并被配置成将电流测量信号CS与过电流阈值进行比较。第三保护电路53被配置成：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；以及当电流测量信号CS低于过电流阈值时，生成第三保护信号S53的启用电平。第三保护信号S53的保护电平使驱动电路3关断电子开关2，并且启用电平使驱动电路3基于输入信号SIN来驱动电子开关2。
根据一个示例，第四保护电路54（其也可以被称作过电压保护电路）被配置成测量电子开关2的负载路径电压V2，并基于所测量的负载路径电压V2来生成第四保护信号S54。根据一个示例，第四保护电路54被配置成：当所测量的负载路径电压V2高于预定义过电压阈值时，生成第四保护信号S54的保护电平；以及当所测量的负载路径电压V2低于该过电压阈值时，生成第四保护信号S54的启用电平。第四保护信号S54的保护电平使驱动电路3接通电子开关2，并且启用电平使驱动电路3基于输入信号SIN来驱动电子开关2。在高电压处接通电子开关2可以保护电子开关2免受损坏或者甚至毁坏。
根据一个示例，第五保护电路55（其也可以被称作温差保护电路）被配置成基于电子开关2中的温度与控制电路1中的温度之间的温差来生成第五保护信号。根据一个示例，第五保护电路55被配置成：当温差高于预定义温差阈值时，生成第五保护信号S55的保护电平。第五保护电路55可以包括电子开关2中的第一温度传感器和控制电路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和温差保护电路52可以使用相同的温度传感器。
根据一个示例，驱动电路3被配置成以与前面参照图3解释的方式相同的方式、基于保护信号S4、S52-S55中的每一个来操作电子开关2。也就是说，在电子开关2已经由于保护信号S4、S52-S54之一而被关断之后，驱动电路3可以被配置成仅在输入信号SIN已经改变到关断电平并改变回到接通电平之后才再次接通电子开关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，其在下文中被称作负载晶体管；以及第二晶体管26，其在下文中被称作感测晶体管。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。仅出于图示的目的，在图6中所示的示例中，负载晶体管25和感测晶体管26是MOSFET，特别是n型MOSFET。负载晶体管25在漏极节点D与源极节点S之间具有负载路径（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。也就是说，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和第二负载节点23之间。负载晶体管25的栅极节点G连接到电子开关2的控制节点21。第二晶体管26的栅极节点G连接到控制节点21，并且第二晶体管26的漏极节点D连接到第一晶体管25的漏极节点D。参照以上内容，MOSFET（诸如负载晶体管25和感测晶体管26）是电压控制的半导体器件，其取决于在栅极节点G与源极节点S之间接收的驱动电压（栅极-源极电压）而被驱动。当第一晶体管25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处于接通状态中时，负载晶体管25传导负载电流IL。在图6中所示的电子开关2中，在与第一晶体管25相同的操作点中操作感测晶体管26，使得经过第二晶体管26的感测电流IS与负载电流IL成比例。负载电流IL与感测电流IS之间的比例因子由负载晶体管25的大小与感测晶体管26的大小之比给出。根据一个示例，负载晶体管25和感测晶体管26中的每一个包括多个晶体管单元。在这种情况下，负载电流IL与感测电流IS之间的比例因子kILIS=IL/IS由第一晶体管25的晶体管单元的数目n25与第二晶体管26的晶体管单元的数目n26之比给出，也就是说，kILIS=n25/n26。
在图6中所示的电子开关2中，第二晶体管26由调节电路在与第一晶体管25相同的操作点中操作。调节电路包括可变电阻器28，可变电阻器28由运算放大器27控制，使得第二晶体管26的源极节点S处的电势等于第一晶体管25的源极节点S处的电势。对此，运算放大器27在输入处接收第一晶体管25的源极电势和第二晶体管26的源极电势。根据一个示例，可变电阻器28是MOSFET，特别是p型MOSFET 28。在图6中所示的电子开关2中，电流测量信号CS等于感测电流IS。
图7示出了图6中所示的电子开关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261-26n1。这些感测晶体管261-26n1中的每一个使其栅极节点连接到控制节点21，并使其漏极节点连接到负载晶体管25的漏极节点D。在与第一晶体管25相同的操作模式中操作感测晶体管261-26n1中的每一个。对此，与图6中所示的调节电路27、28相对应的调节电路271-27n1、281-28n1耦合在每一个感测晶体管261-26n1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271-27n1、281-28n1中的每一个在与负载晶体管25相同的操作点中操作关联的感测晶体管261-26n1，使得由各个感测晶体管261-26n1提供的感测电流IS1-ISn1与负载电流IL成比例。由选择电路29根据各个感测电流IS1-ISn1生成总体感测电流IS（其等于电流测量信号CS）。该选择电路接收各个感测电流IS1-ISn1，并基于选择信号S29来使感测电流IS1-ISn1中的一个或多个经过到输出，在该输出处，总体感测信号可用。一般地，总体感测电流IS由下式给出：
其中ai是0或1，且取决于选择信号S29。在图7中所示的电子开关2中，比例因子kILIS可以由选择信号S29调整。根据一个示例，感测晶体管261-26n1具有相同大小，使得可以通过使耦合到选择电路29的输出的感测晶体管的数目发生变化来调整不同比例因子（kILIS因子）。根据另一示例，感测晶体管261-26n1具有不同大小，使得可以通过下述操作来调整不同kILIS因子：使耦合到选择电路29的输出的感测晶体管的数目发生变化；以及选择感测晶体管261-26n1中的哪个/哪些耦合到选择电路29的输出。
图8示出了第一保护电路4的一个示例，第一保护电路4被配置成基于电流测量信号CS来生成第一保护信号S4。在图8中所示的示例中，第一保护电路4包括：电流到电压转换器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，电流到电压转换器41包括接收电流测量信号CS（其等于感测电流IS）的电阻器411，并且测量电压V41是跨电阻器411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可以服务于对测量电压V41的不期望电压尖峰进行滤波。如果采用RC电路，则测量电压V41是跨RC电路的电容器412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来输出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来生成第一保护信号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4211-421q。这些比较器4211-421q中的每一个在第一输入处接收输入信号V41，并在第二输入处接收相应参考电压VREF1-VREFq。在本示例中，第一输入是相应比较器4211-421q的非反相输入，并且第二输入是相应比较器4211-421q的反相输入。参考电压VREF1-VREFq是不同的。根据一个示例（如图9中所示），参考电压VREF1-VREFq是使用具有多个电阻器4231-423q的串联电路来生成的。该串联电路接收参考电压，该参考电压可以等于由比较器中的一个比较器421q接收的参考电压VREFq。其他参考电压VREF1-VREF4在串联电路的抽头处可用。采样和编码电路422从比较器4211-421q接收比较器信号S4211-S421q，根据时钟信号CLK来对这些比较器信号S4211-S421q进行采样，并根据通过对比较器信号S4211-S421q进行采样而获得的样本值来生成ADC输出信号S42。比较器信号S4211-S421q中的每一个在相应比较器4211-421q的输出处可用，并指示输入信号V41是否高于由相应比较器4211-421q接收的参考电压VREF1-VREFq。
参考电压VREF1-VREFq定义了q+1个电压区间：<VREF1、[VREF1, VREF2]、[VREF2,VREF3]、……、[VREFq-1, VREFq]、以及>VREFq。比较器信号S4211-S421q一起定义了ADC的状态，其中ADC可以具有q+1个不同状态，每一个状态与前面解释的电压区间之一相关联。ADC例如在输入信号V41处于第一区间<VREF1中时处于第一状态中，在输入信号V41处于第二区间[VREF1,VREF2]中时处于第二状态中，依此类推。编码电路422被配置成将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包括数字字的系列S42[k]，其中这些数字字S42[k]中的每一个表示ADC在一个采样时间处的状态。采样时间由时钟信号CLK定义。
根据一个示例，ADC是线性ADC。在这种情况下，参考电压VREF1-VREFq中的每一个由i·VREF给出，其中i选自1、2、3、4、……、q。采样和编码电路422例如被配置成生成输出信号S42的数字字S42[k]，使得数字字表示输入信号V41在采样时间处位于其中的电压区间。由采样和编码电路422输出的二进制字例如在输入信号V41处于第一区间（低于VREF1）中的情况下为0，在输入信号V41处于第二区间（高于VREF1但低于VREF2）中的情况下为1，依此类推。在线性ADC的情况下，采样时间处的输入电压V41近似为（也就是说，当忽略量化误差时）：
由ADC输出的二进制字S42[k]的比特的数目取决于ADC可假定的不同状态。根据一个示例，ADC可以具有16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）个比特。
根据另一示例，ADC是对数ADC。在这种情况下，参考电压VREF1–VREFq中的每一个是下一更低参考电压的倍数。也就是说，VREFi=z·VREFi-1，其中i选自1、2、3、4、……、q。例如，z=2。在这种情况下，参考电压VREF1–VREFq中的每一个可以被表达为：
VREFi=2i-1·VREF1=2i-1·VREF1。
图10A示出了对数ADC的特性曲线的一个示例。也就是说，图10A示出了二进制字S42[k]的十进制等同物，二进制字S42[k]由ADC 42取决于采样时间k处的输入信号V41[k]的值而在采样时间k处输出。在图10A中，输入信号被绘制在对数刻度上。图10B示出了在z=2的情况下图10A中所示的曲线在线性刻度上的区段。为了易于图示，图10A示出了具有8个不同状态和3比特输出的对数ADC的特性曲线。然而，这仅是示例。具有例如16个状态和4比特的对数ADC的特性曲线可以容易地从图10A中所示的曲线导出。
在具有图10A中所示的特性曲线的对数ADC中，在一个采样时间k处输出的二进制字S42[k]与采样时间k处的输入信号V41[k]相关联，如下：
V41[k] = 0 若S42[k]=0 (3a)
V41[k] = zS42[k]-1·VREF 若S42[k]≠0 (3b)
因此，如果输入信号V41[k]不同于0，特别是大于VREF，则S42[k]表示对底数z而言V41[k]的对数。根据一个示例，z=2。更精确地，由于ADC输出信号S41的比特的数目受限（有限），因此S42[k]表示对底数z而言V41[K]的舍入（rounded）对数。
由于ADC输入信号V41表示电流测量信号CS并且电流测量信号CS表示负载电流IL，因此ADC输出信号S41表示负载电流IL。根据一个示例，第一保护电路4被配置成保护电子开关2与负载Z之间的电线免于过热。在该示例中，滤波器43被配置成基于由ADC 42提供的电流测量信号CS的样本来近似电线的温度。可以示出，线缆中的温度TW由下式给出：
其中TW[k]是一个采样时间处的温度，TW[k-1]是前一采样时间处的温度，IL 2[k]是采样时间处的负载电流IL的平方，REL是电线的电阻，并且RTH是电线的热阻。1-α处于0与1之间，且考虑一个采样周期的持续时间（也就是说，两个采样时间k和k-1之间的时间差）和电线的热辐射。一般地，随着采样频率降低，1-α减小。此外，电线可以越好地以热量的形式向环境辐射能量，则1-α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，并且τ是线缆的时间常量，其定义有多快地以热量形式耗散被引入到线缆中的能量。REL、RTH和τ是常量，且取决于电线的具体类型、电线的材料、电线直径等等。应用一些数学变换，可以将等式（4a）变换成：
也就是说，电线在采样时间k处的加权温度β·TW[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IL的平方、以及1-α。α、REL和RTH被包括在加权因子β中。
应当指出，TW[k]和TW[k]不表示电线的绝对温度，而是表示由流经线缆的负载IL导致的温度改变。也就是说，如果负载电流IL是0，或者如果负载电流IL已经为0足够长时间以使通过负载电流IL而引入到线缆中的能量完全耗散，则TW[k]和TW[k]可以是0。
图11示出了滤波器43的一个示例。图11中所示的滤波器基于下述假定：ADC 42是上面解释的对数ADC。也就是说，ADC被配置成基于将输入信号V41与多个不同参考电压（图9中的VREF1-VREFq）进行比较来生成ADC输出信号S42，其中每一个参考电压VREFi与下一更低参考电压VREFi-1之比由z（例如，其为2）给出。在这种情况下，ADC输出信号S42表示负载电流IL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（logz(IL 2)=2·logz(IL)），因此ADC输出信号S42还表示负载电流IL的平方。因此，当使用对数ADC 42时，在滤波器43中不需要计算表示负载电流IL的信号的平方。这有助于减小在电子电路中实现滤波器43所需的大小。
如果ADC输出信号S42表示负载电流IL而不是负载电流IL的平方，则信号S42的平方由计算单元434（图11中以虚线图示）计算。然而，出于解释的目的，假定ADC输出信号S42表示负载电流IL的对数，使得计算单元434可以被省略。
图11中所示的滤波器43被配置成基于ADC输出信号S42来计算滤波器输出信号S43的每一个值S43[k]，如下：
在等式（4）和（5）中，k和k-1标示离散时间变量（离散采样时间）。参照以上内容，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，其中在每一个新时钟周期中输出新值。根据一个示例，滤波器43根据相同的时钟信号CLK来进行操作，该时钟信号CLK管理对输入信号V42进行采样，输入信号V42表示ADC 42中的电流测量信号CS。根据一个示例，k标示一个时钟周期中的采样时间，并且k-1标示时钟周期k的直接前一时钟周期中的采样时间。因此，在等式（5）中，S43[k]标示在一个时钟周期k中输出的滤波器值，S43[k-1]标示在前一时钟周期k-1中输出的滤波器值，并且S42[k]标示时钟周期k中的ADC输出值。将等式（5）和（4c）进行比较，可以看出，如果滤波器输入信号S42[k]表示负载电流IL的平方，则滤波器输出信号S43表示加权电线温度β·TW[k]。
在图11中示出了滤波器43的一个示例，该滤波器43被配置成根据等式（5）来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以及反馈环的输出信号。反馈环包括延迟元件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周期。乘法器433将经延迟的滤波器输出信号S43与1-α相乘，使得反馈环的输出信号等于(1-α)·S43[k-1]。当然，可以改变延迟元件432和乘法器433在反馈环中的位置。
图12示出了图11中所示的滤波器43的修改。取代将经延迟的滤波器输出值S43[k-1]与1-α相乘的乘法器433，图12中所示的滤波器43包括：乘法器434，其将经延迟的滤波器输出值S43[k-1]与α相乘；以及减法器435，其从经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寄存器移位操作而执行。这参照图13加以解释。
图13示出了经延迟的滤波器输出值S43[k-1]的一个示例。仅出于解释的目的，假定滤波器输出值是具有12个比特的二进制字，从这12个比特中，8个比特表示整数部分，并且4个比特表示输出值的小于1的部分。可以通过简单地将S43[k-1]的比特向右移位N个位置来获得将S43[k-1]与2-N（其中，在所示的示例中，N=4）相乘的结果。
图14示出了图12中所示的滤波器43的修改。在图14中所示的滤波器中，在B个时钟周期中，由乘法器436将经延迟的输出值S43[k-1]与因子A相乘，且从S43[k-1]中减去仅一次。在图14中，这由开关437表示，开关437在B个时钟周期中闭合仅一次，也就是说，当k modB=0时，其中k标示时钟周期，mod标示模运算，并且B标示在开关436接通之前多少个时钟周期被允许通过。在负载电流IL在B个时钟周期内不显著改变以使得S43在B个时钟周期内基本上恒定的假定之下，滤波器43根据等式（5）来计算输出值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解释的移位操作而实现。然而，使用开关437允许具有与2-N不同的α的值。
参照图11、12和14解释的滤波器（特别是结合对数ADC）能够基于加法和/或减法来计算线缆在一个采样时间k处的加权温度，且不要求乘法。特别地，不要求如等式（4a）意味着的那样将滤波器输入信号S42[k]与诸如REL、RTH或α之类的电线相关参数相乘，当使用对数ADC时，滤波器输入信号S42[k]表示负载电流IL的平方。然而，这些电线相关参数被包括在滤波器输出信号S43[k]中，滤波器输出信号S43[k]表示电线的加权温度。更具体地，滤波器输出信号S43[k]表示由流经电线的电流引起的温度的加权升高。
在图15中示出了滤波器43的一种操作方式。图15示出了负载电流IL和滤波器输出信号S43的时序图。由于滤波器43的集成特性，滤波器输出信号S43遵循负载电流IL。当负载电流IL在某个时间段内恒定时，滤波器输出信号S43逼近与负载电流IL的相应电平相关联的信号电平。在图15中所示的示例中，滤波器输出信号S43的信号电平的变化由负载电流IL在图15中图示的时间段内的变化引起。图15中所示的时序图中的阴影线区域表示电子开关2频繁接通和关断的时间段。在该时间段中，滤波器输出信号S43基本上恒定。图15示出了电子电路和连接到它的负载Z的正常操作模式。在该示例中，负载电流在电子开关2接通时具有预定义电流电平，且在电子开关2关断时为0。由滤波器输出信号表示的电线温度取决于负载电流IL（特别地，取决于负载电流的电流-时间特性，也就是说，取决于电流电平以及在多长时间内某个电平占优势）而变化。当电子开关2关断足够长时间以使电线耗散由负载电流IL引入的热能时，电线的温度等于电线的环境温度。应当指出，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IL引入能量以及通过热辐射耗散能量所导致的电线中的温度改变。
图15中所示的时序图表示下述场景：其中，电子开关2关断足够长时间，以使滤波器输出信号S43减小到起始值S430；或者其中，负载电流IL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时间，以使滤波器输出信号S43停留在起始值上或减小到起始值S430。起始值例如是0。当电子开关2接通时，滤波器输出信号增大，并且，如果电流占优势足够长时间，则滤波器输出信号近似为由电流电平定义的信号电平。滤波器输出信号S43增大的速率以及其在某个时间之后近似为的信号电平取决于负载电流IL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S43TH。参照以上内容，滤波器输出信号S43表示由负载电流IL和所耗散的热量引起的温度改变。在滤波器输出信号S43中不考虑电线的环境温度。电线的绝对温度由环境温度加上滤波器输出信号S43所表示的温差来给出。阈值信号S43TH表示由于负载电流IL而允许在线缆中出现的最大温差。如果滤波器输出信号S43达到温度阈值S43TH，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），以便关断电子开关。根据一个示例，阈值信号S43TH表示电线可承受的最大温度与在正常操作场景中可能出现在电线的环境中的最大环境温度之差。在该示例中，仅当环境温度处于其最大值时，电线才可以达到最大温度。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S43TH并且比较器电路44关断电子开关2时，电线的绝对温度低于最大温度。在图16中所示的示例中，比较器441在非反相输入处接收滤波器输出信号S43，并在反相输入处接收阈值信号S43TH。第一保护信号S4在比较器441的输出处可用。
参照以上内容，滤波器输出信号S43[k]表示滤波器温度TW[k]的加权和，而加权因子β包括电线参数，诸如REL、RTH和α。因此，根据一个示例，阈值信号S43TH还取决于这些电线参数，使得S43TH可以针对不同类型的电线而不同。
图17示出了两个示例，其图示由第一保护电路4提供的保护功能。图17示出了具有不同横截面的电线的特性曲线。特别地，图17示出了各个电线的I2t曲线。这些曲线中的每一个表示多个电流和与各个电流相关联的时间。与一个电流相关联的时间是电线可承受相应电流而不被损坏或毁坏的时间。各个曲线基于公式I2 L·t = c，其中c是常量，其取决于相应电线的横截面面积以及电线可承受的温度改变。基本上，随着横截面面积增大，电线可承受某个电流的时间增加。在图17中，标记有111的曲线表示具有第一横截面面积的第一电线的特性曲线，并且标记有121的曲线表示具有比第一横截面面积大的第二横截面面积的第二电线的特性曲线。以虚线绘制的曲线110图示了对第一电线适配的第一保护电路4的跳闸曲线，并且以虚线绘制的曲线120图示了对第二电线适配的第一保护电路4的跳闸曲线。参照以上内容，第一保护电路4可以被适配成通过在滤波器43中适配α以及在比较器电路44中适配S43TH来保护具体电线。“跳闸曲线”表示多个电流和与各个电流相关联的时间，而与电流相关联的时间是第一保护电路4在经由驱动电路3关断电子开关2之前允许相应电流流动的时间。
从图17中可以看出，第一保护电路4保护相应电线。也就是说，在每一种情况下，在某个电流流动足够长时间以通过电线的特性曲线达到与该电流相关联的时间段之前，第一保护电路4关断第一电子开关2。
在图17中，曲线130表示过电流保护电路53的跳闸曲线。在每一种情况下，当负载电流达到最大电流电平ILMAX时，过电流保护电路53关断第一电子开关。当第一保护电路4和过电流保护电路53是活动的时，如果低于最大电流电平ILMAX的电流流动比所允许的时间更长的时间（也就是说，比由相应跳闸曲线定义的时间更长的时间），则第一保护电路4可以在这些电流处关断电子开关2，并且，过电流保护电路53防止负载电流IL升至高于最大电流电平ILMAX。
参照以上内容，ADC 42在由时钟信号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。ADC输出信号S42是电流测量信号CS的良好表示，并且因此，如果负载电流IL的频率小于采样频率的一半，则ADC输出信号S42是负载电流IL的良好表示。这依照奈奎斯特定理。然而，如果负载电流IL的频率大于采样频率的一半，则可能出现下述情形：其中ADC输出信号S42并未正确地表示负载电流IL。这参照图18加以解释。
图18示出了根据一个示例的负载电流IL的时序图。在该示例中，负载电流IL是具有与采样频率相等的频率的周期性信号。此外，图18示出了时钟信号CLK的时序图，时钟信号CLK管理ADC 42中电流测量信号CS的采样。仅出于解释的目的，假定：每当时钟信号CLK的信号脉冲具有上升沿时，电流测量信号CS都由ADC 42采样。由此获得的样本值在图18中由圆形符号图示。在本示例中，振荡负载电流IL与时钟信号CLK之间的相移使得当负载电流IL具有局部最小值时对负载电流IL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经过线缆的平均负载电流。如果时钟信号CLK相对于负载电流IL的相移例如使得每当信号电平接近于局部最大值时都对电流测量信号CS进行采样，则由ADC输出信号S42表示的负载电流IL高于平均负载电流。在图18中，这由以虚线绘制的信号脉冲以及正方形符号所图示的样本值来图示。该问题可以通过提高采样频率而避免。然而，提高采样频率要求在预定义时间段中处理更多样本值。
在图19中示出了一种途径，其不增加要在预定义时间段中处理的样本的数目，但解决上面概述的问题。在该示例中，存在可具有相同长度的在时间上接续的采样周期的序列。电流测量信号CS（由ADC输入信号V42表示）在这些采样周期中的每一个中被采样一次。然而，各个采样周期内的采样时间是随机或伪随机选择的。在图19中，这由在各个采样周期内具有不同时间位置的时钟信号CLK'的信号脉冲来图示。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尾的时间位置。这些采样周期中的每一个在图19中由其持续时间T表示。通过在各个采样周期T内随机或伪随机选择采样时间，获得电流测量信号CS的不同样本值，即使电流测量信号CS具有与各个采样周期开始的频率相等的频率亦如此。通过使用如图19中所示的时钟信号CLK'而获得的样本值在图18中由水平线图示。可以看出，这些样本值是在电流测量信号CS的一个周期的不同位置处获得的，使得那些样本值提供电流测量信号CS的更好表示。
根据一个示例，通过将每一个采样周期T细分成n3个子周期，从图18中所示的周期性时钟信号CLK获得图19中所示的类型的经修改的时钟信号CLK'，其中这些子周期中的每一个的持续时间由T/n3给出。在每一个采样周期T中，这些子周期之一是随机或伪随机选择的，并且，在相应子周期中生成信号脉冲。图20示出了电路45，电路45被配置成以该方式生成时钟信号CLK'。
该电路45例如被包括在第一保护电路4中，并接收时钟信号CLK且将经修改的时钟信号提供给ADC 42。在这种情况下，图9中所示的采样和编码电路422接收经修改的时钟信号CLK'，而不是时钟信号CLK。仍可以基于时钟信号CLK来操作滤波器43。
参照图20，电路45包括延迟元件4511-451n3的系列（链），这些延迟元件以时钟信号CLK的频率的n3倍进行操作。这些延迟元件串联连接。以时钟信号CLK的频率的n3倍操作延迟元件4511-451n3意味着：由延迟元件中的第一延迟元件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”通过延迟元件系列。也就是说，信号脉冲由第一延迟元件4511在其被输入到延迟元件链中之后T/n3处输出，由延迟元件中的第二延迟元件4512在其在输入处被接收到之后2T/n3处输出，依此类推。这在图21中图示，其中时钟信号CLK和各个延迟元件的输出信号的时序图被图示在时钟信号的一个周期T中。
电路45进一步包括多个逻辑门4540-454n3，它们是例如与门。这些逻辑门之一4540接收时钟信号CLK，并且这些逻辑门中的其他逻辑门4541-454n3中的每一个接收相应延迟元件4511-451n3的输出信号S4511-S451n3以及选择信号S453的一个比特。选择信号S453由编码器基于信号生成器452所生成的随机或伪随机信号S452来生成。随机或伪随机信号S452例如包括二进制字的序列，其中在每一个采样周期中输出一个二进制字，并且该一个二进制字定义了其中要生成信号脉冲的子周期。如果例如一个采样周期被细分成8（=n3+1）个子周期，则信号S452的二进制字可以具有3个比特。一般地，如果一个采样周期被细分成n3+1个子周期，则由信号生成器452输出的二进制字具有至少log2(n3+1)个比特。
编码器453基于从信号生成器452接收的每一个二进制字来生成选择信号S453的具有n3+1个比特的相应二进制字。这n3+1个比特中的每一个由相应逻辑门4540-454n3接收。每一个时钟周期中的该二进制字将时钟信号CLK、或者延迟元件4511-451n3的输出信号4511-451n3之一选择为经修改的时钟信号CLK'，其中该选择可以从时钟周期到周期而改变。根据一个示例，编码器453生成二进制字，使得这些比特中的仅一个是“1”并且其他比特是“0”。由在一个时钟周期中接收到“1”的与门接收的输出信号是该时钟周期中的经修改的时钟信号CLK'。经修改的时钟信号CLK'由另一逻辑门455输出，该另一逻辑门455耦合到逻辑门4540-454n3的输出。该另一逻辑门455是例如或门。
根据一个示例，信号生成器452是伪随机信号生成器，且包括线性反馈移位寄存器（LFSR）。根据一个示例，信号生成器接收时钟信号CLK，并在每一个时钟周期中生成新的伪随机二进制字。LFSR的输出值不是随机的。特别地，在若干个接续输出值之间可以存在相关性。根据一个示例，为了避免由编码器453接收的接续输出值之间的相关性，LFSR接收具有比时钟信号CLK的频率高的频率的时钟信号，并且，使用LFSR的仅每第m个输出值来生成选择信号S453。根据一个示例，m是5、7或高于7。可替换地，编码器使用从信号生成器452接收的仅第m个输出值来生成经修改的时钟信号CLK'。
根据一个示例，控制电路1可以在至少两个不同操作模式中操作，并且因此，电子电路可以在至少两个不同操作模式中操作。根据一个示例，该至少两个不同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，与由控制电路1在第一操作模式中执行的功能的集合相比，由控制电路1在第二操作模式中执行的功能的集合减小。根据一个示例，控制电路1被配置成在第二操作模式中执行基本功能集合，且被配置成在第一操作模式中执行该基本功能集合和至少一个附加功能。因此，控制电路1在第二操作模式中的功耗低于在第一操作模式中。
根据一个示例，控制电路1的基本功能集合包括基于输入信号SIN来驱动电子开关2、监视负载电流IL、以及下述至少一项：生成过温保护信号S52和生成过电流保护信号S53。根据一个示例，该至少一个附加功能包括生成第一保护信号（线保护信号）S4。在下文中，第一操作模式也被称作线保护模式，并且第二操作模式也被称作空闲模式。
图22示出了控制电路1的一个示例，控制电路1被配置成在至少两个不同操作模式之一中操作。在该示例中，控制电路1包括：操作模式控制器6，其被配置成选择相应操作模式。根据一个示例，控制电路1至少取决于负载电流IL（特别地，当负载电流IL降至低于预定义电流阈值时）而进入第二操作模式。该电流阈值在下文中被称作空闲模式阈值。根据一个示例，操作模式控制器6使用附加准则来进入第二操作模式。这些准则包括例如第一保护电路4中包括的滤波器43（在图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中的温度之间的温差、以及环境温度。表示温差的信号在图22中被称作dT，并且表示环境温度的信号在图22中被称作aT。根据一个示例，控制电路仅当以下准则中的至少一个被满足时才进入第二操作模式：（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中的温度之间的温差dT低于预定义温度阈值；（c）环境温度低于预定义温度阈值；（d）电子开关2的接通电阻高于预定义电阻阈值。根据一个示例，温差dT是使用过温检测电路52中的温度传感器和控制电路1中的另一温度传感器（在附图中未示出）来测量的。根据一个示例，环境温度由控制电路1中的温度传感器或由过温保护电路中的温度传感器测量。电子电路2的接通电阻是接通状态中的电子开关的电阻。接通电阻由下式给出：接通状态中的电子开关2的负载路径电压V2除以负载电流，RON = V2/IL。根据一个示例，控制电路1被配置成基于由过电压保护电路测量的负载路径电压V2以及电流感测信号CS来计算接通电阻RON。如果接通电阻RON低于预定义电阻阈值，则这可以指示电子开关2被损坏，使得控制电路1不进入空闲模式。
操作模式控制器6可以从第一保护电路4中的ADC 42（参见图8）接收电流测量信号CS或输出信号S42以监视负载电流IL，并基于该信号S42或CS来在第一和第二操作模式之一中操作控制电路1。根据一个示例，操作模式控制器6生成状态信号SIDLE，其指示控制电路1是处于空闲模式中还是处于线保护模式中。该状态信号在下文中还被称作内部状态信号。状态电路7被配置成接收内部状态信号SIDLE，并在控制电路1的输出管脚PSTATUS处输出状态信号SSTATUS。除内部状态信号SIDLE外，状态电路7还从第一保护电路（线保护电路）4中的ADC42（在图22中未示出）接收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被配置成生成状态信号SSTATUS，使得当操作模式从第二模式改变到第一模式时，状态信号SSTATUS具有唤醒脉冲，并且在唤醒脉冲之后，状态信号SSTATUS基于ADC输出信号S42。这在图23中图示，图23示出了负载电流IL、内部状态信号SIDLE和外部状态信号SSTATUS的时序图。根据一个示例，当负载电流IL升至高于预定义电流阈值IL-TH时，操作模式从第二操作模式改变到第一操作模式。根据一个示例（图23中所示），状态电路以时钟控制方式进行操作，如图23中的时钟周期T所图示。在该示例中，状态电路7在下述时钟周期中生成唤醒脉冲：该时钟周期跟在其中负载电流越过阈值IL-TH的时钟周期之后。此外，内部状态信号SIDLE从指示控制电路1处于空闲模式中的信号电平改变到指示下述内容的信号电平：控制电路1在负载电流IL已经越过阈值IL-TH之后的下一时钟周期的开始处处于线保护模式中。仅出于解释的目的，在图23中所示的示例中，空闲模式由内部状态信号SIDLE的高信号电平表示，并且线保护模式由内部状态信号SIDLE的低信号电平表示。
当内部状态信号SIDLE指示操作模式已经改变到线保护模式时，状态信号7生成唤醒脉冲。根据一个示例，该唤醒脉冲用于“唤醒”微控制器，该微控制器例如生成控制电路1的输入信号SIN。在唤醒脉冲之后，状态电路7使ADC输出信号S42经过，到状态输出PSTATUS。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SIN的关断电平来关断电子开关2。根据一个示例，唤醒脉冲具有适于由微处理器在休眠模式中检测到的信号电平。
图24示出了图22中所示的控制电路1的修改。在该控制电路1中，状态电路7被配置成经由另一输入节点PST_ENABLE来接收启用信号SST_ENABLE。该启用信号SST_ENABLE例如由接收到状态信号SSTATUS的外部电路（未示出）生成。在该示例中，状态电路7被配置成：仅在由启用信号SST_ENABLE请求时，在空闲模式和线保护模式中经由状态信号SSTATUS来输出状态信息。这在图25中图示，其中示出了负载电流IL、外部状态信号SSTATUS、内部状态信号SIDLE和启用信号SST_ENABLE的时序图。参照图25，启用信号SST_ENABLE可以具有两个信号电平：第一电平，其启用状态电路7以输出状态信息；以及第二电平，其禁用状态电路7输出状态信息。仅出于图示的目的，在图25中所示的示例中，启用状态电路7的电平是高电平，并且禁用状态电路7的电平是低电平。参照图25，如果在空闲模式中被启用信号SST_ENABLE启用，则状态电路7输出指示控制电路1处于空闲模式中的信号脉冲。该信号脉冲不同于唤醒脉冲。根据一个示例，指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被启用信号SST_ENABLE启用，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SST_ENABLE的信号电平无关，当控制电路1从空闲模式改变到线保护模式时，状态电路7输出唤醒脉冲。该改变是通过内部状态信号SIDLE改变其信号电平来表示的。
根据一个示例，比例因子kILIS在空闲模式和线保护模式中是不同的。根据一个示例，kILIS在空闲模式中比在线保护模式中小，使得在负载电流IL的给定信号电平处，感测电流IS（其可以等于电流测量信号CS）在空闲模式中比在线保护模式中高，并且因此，ADC输出信号在空闲模式中比在线保护模式中高。因此，在空闲模式中出现的更小电流可以被更精确地测量。取决于操作模式而使比例因子发生变化在图24中通过操作模式控制器6输出控制信号S29而图示，参照图7，控制信号S29调整比例因子kILIS。在图25中示意性地图示了当控制电路从第二操作模式改变到第一操作模式时比例因子kILIS的改变。
参照以上内容，可以在空闲模式中去激活控制电路1在线保护模式中具有的功能中的一个或多个，以便与线保护模式相比，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，其连接在正供给电势VBAT和接地电势GND的供给节点之间。该电源电路54被配置成基于在供给节点之间可用的供给电压来生成到控制电路1的各个功能块的供给电压。根据一个示例，通过控制电源电路54，操作模式控制器6被配置成将功能块中的所激活的一些功能块保持在空闲模式中。
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）外，控制电路1还可以在另外的操作模式中操作。这些另外的操作模式中的一些在下文中参照图26加以解释。图26示出了图22中所示的控制电路1的修改，状态启用输入PST_ENABLE是可选的且因而在图26中以虚线图示。图26中所示的控制电路1包括：另一输入PCC，其在下文中被称作电容性充电输入。该输入PCC耦合到操作模式控制器6，并服务于在第三操作模式中操作控制电路1，该第三操作模式在下文中被称作电容性充电模式。在前面解释的空闲模式或线保护模式中，当负载电流IL达到预定义过电流阈值时，过电流保护电路53关断电子开关2。当例如负载Z是在电子开关2接通之前已放电的电容性负载时，高涌入电流可以在电子开关2接通时流动，使得在电容性负载已经被充电并且负载电流IL再次减小之前，负载电流IL可以达到过电流阈值。在图27A中图示了控制电路1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SIN、负载电流IL、驱动信号S3和在输入PCC处接收的电容性充电信号SCC的时序图。在空闲模式或线保护模式中，电容性充电信号SCC具有指示不要在电容性充电模式中操作控制电路1的信号电平。仅出于解释的目的，在图27A中所示的示例中，该信号电平是低电平。从图27A中可以看出，在线保护模式或空闲模式中，当负载电流IL达到过电流阈值OC时，控制电路1关断电子开关2。
图27B示出了在电容性充电模式中图27A中所示的相同信号的时序图。在该操作模式中，电容性充电信号SCC具有指示期望在电容性充电模式中操作控制电路1的信号电平。仅出于解释的目的，在图27B中所示的示例中，该信号电平是高电平。在电容性充电模式中，控制电路1被配置成将负载电流IL调节到电流阈值OL。该电流阈值OL在下文中可以是过电流阈值OC。
为了控制负载电流IL，控制电路1可以包括图26中所示的调节器8。该调节器8连接在控制节点21与第二负载节点23之间，且被配置成取决于负载电流IL而调节驱动电压，在MOSFET中，该驱动电压是栅极-源极电压。为了获得与负载电流IL有关的信息，调节器8接收电流测量信号CS（如所示出的那样）或者第一保护电路4中的ADC的输出信号S42。调节器8被配置成调节驱动电压，使得负载电流IL等于电容性充电模式中的期望电流电平。根据一个示例，当负载电流IL已经达到电流阈值OL时，调节器8由操作控制器6激活。对此，操作模式控制器6接收电流测量信号或者ADC的输出信号S42。当调节器8是活动的时，其调节电子开关的驱动电压VGS，使得负载电流被限制到电流阈值OL。
根据一个示例，控制电路1被配置成在线保护模式中保护不同类型的电线。在这种情况下，控制电路1包括另一输入PW，该另一输入PW在下文中被称作电线类型输入。在电线类型输入PW处接收的信号SW将第一保护电路4调整到由信号SW表示的相应电线类型。特别地，信号SW可以以上面解释的方式调整滤波器43中的参数α和/或比较器电路44中的阈值信号S43TH。
根据一个示例，控制电路1被配置成：当负载电流低于空闲模式阈值时，监视负载电流IL。“监视”可以包括：将负载电流IL与漏电流阈值进行比较，该漏电流阈值低于空闲模式阈值且不同于0。将负载电流与漏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，控制电路1被配置成输出指示下述内容的信号：当已经检测到高于漏电流阈值的负载电流IL达比预定义时间段长的时间时，存在过度的漏电流。根据一个示例，该信号经由状态信号PSTATUS而输出。根据一个示例，与电流感测信号CS比较以生成过度漏电流信号的阈值是可调整的。根据另一示例，该阈值是固定的，但控制电路1被配置成调整kILIS因子，使得可以经由kILIS因子来调整对过度漏电流信号的生成进行触发的漏电流的电流电平。
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）外，还可以在另一操作模式中操作图28中所示的控制电路1，该另一操作模式在下文中被称作测试模式。对此，控制电路1包括输入管脚PTEST，输入管脚PTEST在下文中被称作测试管脚。经由测试管脚PTEST，控制电路1被配置成接收测试信号STEST。测试信号STEST指示是否要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控制电路1的若干功能。在该示例中，测试信号STEST指示期望测试控制电路1以及要测试哪些功能。图28中所示的控制电路1包括前面参照图26解释的状态输出PSTATUS。经由该状态输出PSTATUS，控制电路1可以在与测试模式不同的操作模式（诸如例如线保护模式）中输出电流测量信号CS或ADC输出信号S42。这在上文中参照图26加以解释。在图28中所示的控制电路1中，不仅状态电路7耦合到状态输出PSTATUS，而且测试电路9也耦合到状态输出PSTATUS。测试电路9接收电流测量信号CS或ADC输出信号S42（如所示的那样）、输入信号SIN和来自要测试的功能块的信号。
参照图29A-29C来解释控制电路1可以如何在测试模式中操作的一个示例。这些图示出了测试信号STEST的时序图。根据一个示例，测试信号STEST具有恒定电平，该恒定电平在图28中所示的示例中是低电平，或者，测试信号STEST包括周期性出现的信号脉冲。恒定电平指示不期望在测试模式中操作控制电路1。信号脉冲指示期望在测试模式中操作控制电路。根据一个示例，可以在测试模式中测试不同功能。在该示例中，要测试的功能由脉冲出现的频率定义。根据一个示例，不仅脉冲出现的频率取决于要测试的功能而变化，而且脉冲的持续时间也取决于要测试的功能而变化。根据一个示例，信号脉冲的持续时间是一个循环周期的50%。那些脉冲可以被视为具有50%占空比的脉冲宽度调制（PWM）脉冲。
仅出于解释的目的，假定可以在测试模式中测试三个不同功能。图29A-29C示出了时序图的示例，测试信号STEST可以具有这些时序图以便将要测试的功能（功能块）发信号通知给操作模式控制器6。例如，这三个不同功能或功能块包括过电流保护电路52及其功能、过温保护电路52及其功能、以及增量温度功能。增量温度功能将上面解释的电子开关2和控制电路1之间的温差dT与温差阈值进行比较。应当指出，这些仅是可测试的功能的示例。操作模式控制器6和测试电路9不限于仅测试这些功能。
测试信号STEST例如包括第一频率f1处的信号脉冲（如图29A中所示），以便以第二频率f2测试过电流保护电路53（如图29B中所示），以便以第三频率f3测试过温保护电路52（如图29C中所示），以便测试dT功能。仅出于解释的目的，在图29A-29C中所示的示例中，f1=2f2=3f3。在这些图中，除测试信号STEST的时序图外，还指示其中控制电路1处于测试模式中的时间段。
参照以上内容，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被配置成：在测试模式中，将过电流阈值设置到在额定电流流经电子开关2时负载电流IL所达到的电平。为了测试过电流保护电路53，电子开关2由输入信号SIN管理而接通，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被配置成在测试模式中测试过温保护电路52。过温保护电路52被配置成测量电子开关2的温度并将所测量的温度与过温阈值进行比较，而当所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由输入信号SIN控制而接通，并且降低过温阈值，使得在正常操作条件（诸如额定电流流经电子开关2）下，所测量的温度达到降低后的阈值。当所测量的温度达到降低后的温度阈值以使得过温保护信号S52在测试模式期间具有保护电平时，过温保护电路52通过测试。
类似地，为了测试温差保护电路54，电子开关2由输入信号SIN控制而接通，并且降低温差阈值，使得在正常操作条件（诸如额定电流流经电子开关2）下，所测量的温差达到降低后的阈值。当所测量的温度达到降低后的温度阈值以使得温差保护信号S54在测试模式期间具有保护电平时，温差保护电路54通过测试。
测试电路9被配置成取决于测试结果而使管脚PSTATUS处的信号SSTATUS的信号电平发生变化。根据一个示例，当测试未通过时，测试电路9输出未通过电平，并且当功能已经被成功测试时，测试电路9输出通过电平。根据一个示例，针对要测试的不同功能而输出不同通过电平。例如，当过电流保护电路53已经被成功测试时，输出第一通过电平；当过温保护电路52已经被成功测试时，输出第二通过电平；并且如果增量温度功能已经被成功测试，则输出第三通过电平。在图29中图示了未通过电平和通过电平的示例。
图31示出了测试模式中的信号的时序图。特别地，图31示出了测试信号STEST、输入信号SIN和状态信号SSTATUS的时序图。在图31中还指示了在某些时间段中测试的功能。仅出于图示的目的，图31示出了两个不同测试场景中的时序图。当操作模式控制器基于测试信号STEST已经检测到要测试功能中的哪一个时，与测试过电流保护功能相关的第一测试场景开始。根据一个示例，操作模式控制器被配置成在PWM测试信号的一个时段之后检测要测试的功能。在过电流测试模式中，当输入信号SIN具有接通电平时并且当过电流保护电路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未通过测试时，测试电路9在其中输入信号SIN具有接通电平的时间段中输出未通过电平。等同地，在过温测试模式中，当输入信号SIN具有接通电平时并且当过温保护电路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中所示，测试电路9在状态输出SSTATUS处输出与0不同的信号电平，该信号电平指示控制电路1处于测试模式中。该信号电平可以被称作测试电平。根据一个示例，一旦控制电路1进入测试模式，控制电路1就输出测试电平。该测试电平不同于未通过电平和通过电平。
在上面解释的示例中，控制电路1包括输入，且被配置成基于在该输入处接收的输入信号SIN的信号电平来驱动电子开关2。根据另一示例，该输入被省略，并且控制电路基于由控制电路1接收的供给电压来驱动电子开关2。这在下文中参照图32加以解释。图32中所示的电子电路基于图26中所示的电子电路。然而，基于供给电压而不是输入信号SIN来驱动电子开关2的构思也可以适用于上面解释的其他电子电路中的每一个。
在图32中所示的电子电路中，电源电路54接收供给电压。根据一个示例，控制电路1被配置成：一旦由电源接收的供给电压足够高以使电源给控制电路1中的其他电路（特别地，驱动电路3）供电，就接通电子开关2。等同地，控制电路1被配置成：当供给电压降至低于某个供给阈值时，关断电子开关2。
可以以与上面解释的方式相同的方式在控制电路中实现上面解释的保护功能，诸如线保护功能、过电流保护功能或过温保护功能。也就是说，当保护信号之一具有保护电平时，关断电子开关2。根据一个示例，控制电路1在其已经基于保护信号之一而被关断之后将电子开关2维持在关断状态中，直到控制电路1被重置。在该示例中，重置控制电路1包括：将供给电压降低到低于供给阈值；以及将供给电压提高回到高于供给阈值。根据一个示例，仅当供给电压低于供给阈值达预定义时间段时，才重置控制电路。
上面解释的方面中的一些涉及：
A1. 一种电子电路，包括：包括负载路径的电子开关；以及控制电路，被配置成驱动所述电子开关，其中所述控制电路被配置成至少基于所述电子开关的负载电流的电平来在第一操作模式和第二操作模式之一中操作，其中在所述第一操作模式中，所述控制电路被配置成基于所述负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，并基于所述第一保护信号来驱动所述电子开关，并且其中所述控制电路被配置成生成状态信号，使得当操作模式从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式时，所述状态信号具有唤醒脉冲，并且在所述唤醒脉冲之后，所述状态信号具有表示所述负载电流的电平的信号电平。
A2. 条款A1的电子电路，其中所述控制电路被配置成：在所述第一操作模式中，在所述电子电路的状态输出处连续输出表示所述负载电流的电平的信号电平。
A3. 条款A1或A2的电子电路，其中所述控制电路被配置成：接收轮询信号；以及在所述第一操作模式中，仅在由所述轮询信号请求时，输出表示所述负载电流的电平的信号电平。
A4. 条款A3的电子电路，其中所述控制电路进一步被配置成：在所述第二操作模式中，在由所述轮询信号请求时，输出与所述唤醒脉冲不同的状态脉冲。
A5. 条款A1至A4之一的电子电路，其中所述控制电路被配置成：当所述负载电流达到预定义阈值时，将操作从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式。
A6. 条款A4至A5之一的电子电路，其中所述控制电路包括第一保护电路，所述第一保护电路被配置成生成所述第一保护信号并包括：模数转换器（ADC），被配置成接收表示所述负载电流的ADC输入信号，并输出包括值序列的ADC输出信号，使得每一个值表示所述ADC输入信号的相应样本；滤波器，被配置成接收所述ADC输出信号并输出滤波器信号；以及比较器电路，被配置成基于将滤波器输出信号与预定义阈值进行比较来生成所述第一保护信号。
A7. 条款A6的电子电路，其中所述ADC是对数ADC，其被配置成生成所述ADC输出信号，使得值序列的值表示所述ADC输入信号的相应样本的对数。
A8. 条款A6的电子电路，其中所述控制电路被配置成输出表示经过所述负载路径的电流的电平的信号电平包括：所述控制电路被配置成输出所述ADC输出信号。
A9. 条款A1至A8之一的电子电路，其中所述控制电路进一步包括被配置成接收输入信号的输入，并且其中所述控制电路被配置成：在所述第一操作模式和所述第二操作模式二者中基于输入信号来驱动所述电子开关。
A10. 条款A1至A9之一的电子电路，其中所述控制电路被配置成：在所述第一操作模式中且不在所述第二操作模式中生成所述第一保护信号。
A11. 条款A1至A10之一的电子电路，进一步包括：电流测量电路，被配置成测量所述负载电流并提供与所述负载电流成比例的电流测量信号，其中所述控制电路被配置成基于所述负载电流来在第一操作模式或第二操作模式中操作所述电子电路包括：所述控制电路被配置成基于所述电流测量信号来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作所述电子电路。
A12. 条款A11的电子电路，其中所述控制电路包括ADC，所述ADC被配置成基于所述电流测量信号来提供ADC输出信号，并且其中所述控制电路被配置成基于所述电流测量信号来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作包括：所述控制电路被配置成基于所述ADC输出信号来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作。
A13. 条款A11的电子电路，其中所述控制电路被配置成将所述负载电流与所述电流测量信号之间的比例因子调整成：在所述第一操作模式中具有第一值；以及在所述第二操作模式中具有比所述第一值低的第二值。
A14. 一种方法，包括：基于负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，所述负载电流经过电子电路中的电子开关的负载路径；至少基于所述负载电流的电平，在第一操作模式和第二操作模式之一中操作所述电子电路；以及生成状态信号，使得当操作从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式时，所述状态信号具有唤醒脉冲，并且在所述唤醒脉冲之后，所述状态信号具有表示所述负载电流的电平的信号电平。
A15. 条款A14的方法，其中在所述第一操作模式中生成所述状态信号包括：连续输出表示所述负载电流的电平的信号电平。
A16. 条款A14或A15的方法，其中在所述第一操作模式中生成所述状态信号包括：由所述电子电路接收轮询信号；以及仅在由所述轮询信号请求时，输出表示所述负载电流的电平的信号电平。
A17. 条款A16的方法，进一步包括：在所述第二操作模式中，在由所述轮询信号请求时，输出与所述唤醒脉冲不同的状态脉冲。
A18. 条款A15至A17之一的方法，其中至少基于所述负载电流的电平来在所述第一操作模式和所述第二操作模式之一中操作所述电子电路包括：当所述负载电流达到预定义阈值时，将操作从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式。
A19. 条款A14至A18之一的方法，进一步包括：由所述电子电路接收输入信号；以及在所述第一操作模式和所述第二操作模式二者中基于所述输入信号来驱动所述电子开关。
A20. 条款A14至A19之一的方法，进一步包括：在所述第一操作模式中且不在所述第二操作模式中生成所述第一保护信号。
A21. 条款A14至A20之一的方法，进一步包括：测量所述负载电流并提供与所述负载电流成比例的电流测量信号，其中基于所述负载电流来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作所述电子电路包括：基于所述电流测量信号来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作所述电子电路。
A22. 条款A21的方法，其中所述负载电流与所述电流测量信号之间的比例因子在所述第一操作模式中具有第一值，且在所述第二操作模式中具有比所述第一值低的第二值。
B1. 一种电子电路，包括：包括负载路径的电子开关；第一保护电路，被配置成基于负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，所述负载电流经过所述电子开关的负载路径；以及驱动电路，被配置成基于所述第一保护信号来驱动所述电子开关，其中所述第一保护电路包括：对数模数转换器（ADC），被配置成接收表示所述负载电流的ADC输入信号，并输出包括值序列的ADC输出信号，使得每一个值表示所述ADC输入信号的相应样本；滤波器，被配置成对所述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，被配置成基于将所述滤波器输出信号与预定义阈值进行比较来生成所述第一保护信号。
B2. 条款B1的电子电路，其中所述滤波器被配置成：计算所述ADC输出信号的多个接续值的加权和；以及基于所述加权和来生成所述滤波器输出信号。
B3. 条款B2的电子电路，其中所述滤波器被配置成计算所述ADC输出信号的多个接续值的加权和包括：通过S43[k] = S42[k] + (1-α)·S43[k-1]来计算所述滤波器输出信号的一个值S43[k]，其中S42[k]是所述ADC输出信号的一个值，S43[k-1]是所述滤波器输出信号的一个先前值，并且1-α是常量，其中1-α＜1。
B4. 条款B3的电子电路，其中所述滤波器被配置成：仅基于一个或多个寄存器移位操作和一个或多个求和来计算(1-α)·S43[k-1]。
B5. 条款B1至B4之一的电子电路，进一步包括：第一输入，被配置成接收输入信号，其中所述驱动电路进一步被配置成基于所述输入信号来驱动所述电子开关。
B6. 条款B5的电子电路，其中所述驱动电路被配置成：当所述第一保护信号具有启用电平时，基于所述输入信号来切换所述电子开关；当所述输入信号具有接通电平并且所述第一保护信号具有禁用电平时，关断所述电子开关；以及在所述电子开关已经被所述第一保护信号的禁用电平关断之后，当所述第一保护信号具有禁用电平时并且在所述输入信号已经从关断电平改变到接通电平之后，接通第一电子开关。
B7. 条款B1至B6之一的电子电路，进一步包括：第二输入，被配置成接收表示所述预定义阈值的信号。
B8. 条款B1至B7之一的电子电路，进一步包括：第二保护电路，被配置成仅基于负载路径电流的电流电平来生成第二保护信号。
B9. 条款B1至B8之一的电子电路，进一步包括：第三保护电路，被配置成基于所述电子开关的温度来生成第三保护信号。
B10. 条款B1至B9之一的电子电路，其中所述电子开关包括选自包括下述各项的组的至少一个器件：MOSFET；IGBT；BJT；JFET；以及GaN HEMT。
B11. 一种方法，包括：基于电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，所述电流经过电子开关的负载路径；以及基于所述第一保护信号来驱动所述电子开关，其中生成第一保护信号包括：由对数模数转换器（ADC）接收表示负载电流的ADC输入信号，并输出包括值序列的ADC输出信号，使得每一个值表示所述ADC输入信号的相应样本；由滤波器对所述ADC输出信号进行滤波并输出滤波器输出信号；以及由比较器电路基于将所述滤波器输出信号与预定义阈值进行比较来生成所述第一保护信号。
B12. 条款B11的方法，其中由滤波器对所述ADC输出信号进行滤波包括：计算所述ADC输出信号的多个接续值的加权和；以及基于所述加权和来生成所述滤波器输出信号。
B13. 条款B12的方法，其中计算所述ADC输出信号的多个接续值的加权和包括：通过S43[k] = S42[k] + (1-α)·S43[k-1]来计算所述滤波器输出信号的一个值S43[k]，其中S42[k]是所述ADC输出信号的一个值，S43[k-1]是所述滤波器输出信号的一个先前值，并且1-α是常量，其中1-α＜1。
B14. 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求和。
B15. 条款B11至B14之一的方法，进一步包括：基于输入信号来驱动所述电子开关。
B16. 条款B15的方法，其中基于所述输入信号来驱动所述电子开关包括：当所述第一保护信号具有启用电平时，基于所述输入信号来切换所述电子开关；当所述输入信号具有接通电平并且所述第一保护信号具有禁用电平时，关断所述电子开关；以及在所述电子开关已经被所述第一保护信号的禁用电平关断之后，当所述第一保护信号具有禁用电平时并且在所述输入信号已经从关断电平改变到接通电平之后，接通第一电子开关。
B17. 条款B11至B16之一的方法，进一步包括：仅基于负载路径电流的电流电平来生成第二保护信号。
B18. 条款B11至B17之一的方法，进一步包括：基于所述电子开关的温度来生成第三保护信号。
B19. 条款B11至B18之一的方法，其中所述电子开关包括选自包括下述各项的组的至少一个器件：MOSFET；IGBT；BJT；JFET；以及GaN HEMT。
C1. 一种电子电路，包括：包括负载路径的电子开关；第一保护电路，被配置成基于负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，所述负载电流经过所述电子开关的负载路径；驱动电路，被配置成基于所述第一保护信号来驱动所述电子开关，其中所述第一保护电路包括：模数转换器（ADC），被配置成接收表示所述负载电流的ADC输入信号，在多个接续采样周期中的每一个中对所述ADC输入信号采样一次，并输出包括值序列的ADC输出信号，使得每一个值表示所述ADC输入信号的相应样本，其中所述ADC被配置成在每一个采样周期中伪随机选择采样时间。
C2. 条款C1的电子电路，其中所述ADC被配置成在每一个采样周期中伪随机选择采样时间包括：所述ADC被配置成基于线性反馈移位寄存器的输出信号来选择所述采样时间。
C3. 条款C1或C2的电子电路，其中所述ADC被配置成在每一个采样周期中伪随机选择采样时间包括：所述ADC被配置成在每一个采样周期中从固定数目的采样时间中选择采样时间。
C4. 条款C1至C3之一的电子电路，其中所述ADC是对数ADC。
C5. 条款C1至C4之一的电子电路，进一步包括：第一输入，被配置成接收输入信号，其中所述驱动电路进一步被配置成基于所述输入信号来驱动所述电子开关。
C6. 条款C5的电子电路，其中所述驱动电路被配置成：当所述第一保护信号具有启用电平时，基于所述输入信号来切换所述电子开关；当所述输入信号具有接通电平并且所述第一保护信号具有禁用电平时，关断所述电子开关；以及在所述电子开关已经被所述第一保护信号的禁用电平关断之后，当所述第一保护信号具有禁用电平时并且在所述输入信号已经从关断电平改变到接通电平之后，接通第一电子开关。
C7. 条款C1至C6之一的电子电路，其中所述电子开关包括选自包括下述各项的组的至少一个器件：MOSFET；IGBT；BJT；JFET；以及HEMT。
C8. 一种方法，包括：基于负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，所述负载电流经过电子开关的负载路径，其中生成第一保护信号包括：由模数转换器（ADC）接收表示所述负载电流的ADC输入信号，在多个接续采样周期中的每一个中对所述ADC输入信号采样一次，并输出包括值序列的ADC输出信号，使得每一个值表示所述ADC输入信号的相应样本，其中在多个接续采样周期中的每一个中对所述ADC输入信号采样一次包括：在每一个采样周期中的伪随机选择的采样时间处对所述ADC输入信号进行采样。
C9. 条款C8的方法，其中在每一个采样周期中的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：基于线性反馈移位寄存器的输出信号来选择所述采样时间。
C10. 条款C8或C9的方法，其中在每一个采样周期中的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：在每一个采样周期中从固定数目的采样时间中选择采样时间。
C11. 条款C8至C10之一的方法，其中所述ADC是对数ADC。
C12. 条款C8至C11之一的方法，进一步包括：基于输入信号来驱动所述电子开关。
C13. 条款C12的方法，其中基于所述输入信号来驱动所述电子开关包括：当所述第一保护信号具有启用电平时，基于所述输入信号来切换所述电子开关；当所述输入信号具有接通电平并且所述第一保护信号具有禁用电平时，关断所述电子开关；以及在所述电子开关已经被所述第一保护信号的禁用电平关断之后，当所述第一保护信号具有禁用电平时并且在所述输入信号已经从关断电平改变到接通电平之后，接通第一电子开关。
C14. 条款C8至C13之一的方法，其中所述电子开关包括选自包括下述各项的组的至少一个器件：MOSFET；IGBT；BJT；JFET；以及HEMT。
D1. 一种电子电路，包括：包括负载路径的电子开关；控制电路，被配置成驱动所述电子开关，其中所述控制电路被配置成在至少两个操作模式之一中操作，其中所述至少两个操作模式包括第一操作模式和第二操作模式，其中在所述第二操作模式中，所述控制电路被配置成执行基本功能集合，并且在所述第一操作模式中，所述控制电路被配置成执行所述基本功能集合和至少一个附加功能，其中所述至少一个附加功能包括：基于所述电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号；以及基于所述第一保护信号来驱动第一电子开关。
D2. 条款D1的电子电路，其中所述控制电路被配置成在所述第一操作模式和所述第二操作模式中基于输入信号来驱动所述电子开关。
D3. 条款D1或D2的电子电路，其中所述控制电路被配置成在所述第一操作模式和所述第二操作模式中基于由所述控制电路接收的供给电压来驱动所述电子开关，其中所述供给电压被配置成给所述控制电路供电。
D4. 条款D1至D3之一的电子电路，其中所述基本功能集合包括：监视所述负载电流；以及当所述负载电流达到预定义过电流阈值时，关断所述电子开关。
D5. 条款D1至D4之一的电子电路，其中所述基本功能集合包括：监视所述电子开关的温度；以及当所述温度达到预定义过温阈值时，关断所述电子开关。
D6. 条款D4或D5的电子电路，其中所述至少两个操作模式进一步包括第三操作模式，其中在所述第三操作模式中，所述控制电路被配置成：监视所述负载电流；以及当所述负载电流达到所述过电流阈值时，调节所述负载电流。
D7. 条款D6的电子电路，其中所述控制电路被配置成调节所述负载电流包括：所述控制电路被配置成将所述负载电流调节成具有与所述过电流阈值基本上相等的目标电平。
D8. 条款D1至D7之一的电子电路，其中所述控制电路包括第一保护电路，所述第一保护电路被配置成生成所述第一保护信号且包括：模数转换器（ADC），被配置成接收表示所述负载电流的ADC输入信号并输出ADC输出信号；滤波器，被配置成对所述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，被配置成基于将所述滤波器输出信号与预定义阈值进行比较来生成所述第一保护信号。
D9. 条款D8的电子电路，进一步包括：另一输入，被配置成接收表示所述预定义阈值的信号。
D10. 条款D1至D9之一的电子电路，其中所述控制电路进一步包括状态输出，并且其中所述控制电路进一步被配置成：当操作从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式时，在所述状态输出处生成唤醒脉冲。
D11. 条款D1至D10之一的电子电路，其中所述控制电路被配置成基于所述负载电流和至少一个其他参数来进入第二操作。
D12. 条款D11的电子电路，其中所述至少一个其他参数选自包括下述各项的组：被配置成生成所述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；所述电子开关中的温度与所述控制电路中的温度之间的温差；所述电子电路的环境温度；以及所述电子开关的接通电阻。
D13. 一种方法，包括：在至少两个操作模式之一中操作被配置成驱动电子开关的控制电路，其中所述至少两个操作模式包括第一操作模式和第二操作模式，其中在所述第二操作模式中操作包括由所述控制电路执行基本功能集合，并且在所述第一操作模式中操作包括由所述控制电路执行所述基本功能集合和至少一个附加功能，其中所述至少一个附加功能包括：基于所述电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号；以及基于所述第一保护信号来驱动第一电子开关。
D14. 条款D13的方法，其中在所述第一操作模式和所述第二操作模式中操作包括：由所述控制电路基于输入信号来驱动所述电子开关。
D15. 条款D13或D14的方法，其中在所述第一操作模式和所述第二操作模式中操作包括：基于由所述控制电路接收的供给电压来驱动所述电子开关，其中所述供给电压被配置成给所述控制电路供电。
D16. 条款D13至D15之一的方法，其中所述基本功能集合包括：监视所述负载电流；以及当所述负载电流达到预定义过电流阈值时，关断所述电子开关。
D17. 条款D13至D16之一的方法，其中所述基本功能集合包括：监视所述电子开关的温度；以及当所述温度达到预定义过温阈值时，关断所述电子开关。
D18. 条款D16或D17的方法，其中所述至少两个操作模式进一步包括第三操作模式，其中在所述第三操作模式中操作包括：由所述控制电路监视所述负载电流，且当所述负载电流达到所述过电流阈值时，调节所述负载电流。
D19. 条款D18的方法，其中调节所述负载电流包括：将所述负载电流调节成具有与所述过电流阈值基本上相等的目标电平。
D20. 条款D13至D19之一的方法，进一步包括：当操作从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式时，由所述控制电路在状态输出处生成唤醒脉冲。
D21. 条款D13至D20之一的方法，进一步包括：由所述控制电路基于所述负载电流和至少一个其他参数来进入第二操作。
D22. 条款D21的方法，其中所述至少一个其他参数选自包括下述各项的组：被配置成生成所述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；所述电子开关中的温度与所述控制电路中的温度之间的温差；所述电子电路的环境温度；以及所述电子开关的接通电阻。
E1. 一种电子电路，包括：包括负载路径的电子开关；控制电路，被配置成驱动所述电子开关，且被配置成在第一操作模式和测试模式之一中操作，其中所述控制电路包括测试模式输入，且被配置成基于在所述测试输入处接收的测试信号来在所述测试模式中操作，并且其中所述第一操作模式中的所述控制电路被配置成：基于所述电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号；以及基于所述第一保护信号来驱动第一电子开关。
E2. 条款E1的电子电路，其中所述控制电路被配置成：确定所述测试信号的占空比，以及基于所确定的占空比来测试所述控制电路的至少两个不同功能之一，以便获得测试结果。
E3. 条款E1或E2的电子电路，其中所述控制电路包括状态输出，并且其中在所述测试模式中，所述控制电路被配置成在所述状态输出处输出状态信号。
E4. 条款E3的电子电路，其中所述控制电路被配置成取决于测试结果而使所述状态信号的信号电平发生变化。
E5. 条款E4的电子电路，其中所述控制电路被配置成：如果所述测试结果指示功能已经通过测试，则输出通过电平；以及如果所述测试结果指示功能未能通过测试，则输出未通过电平。
E6. 条款E4或E5的电子电路，其中所述未通过电平与所测试的功能无关。
E7. 条款E4至E6之一的电子电路，其中所述通过电平取决于所测试的功能。
E8. 条款E1至E7之一的电子电路，其中所述控制电路进一步包括被配置成接收输入信号的驱动输入，其中所述控制电路被配置成在所述第一操作模式中基于所述输入信号来驱动所述电子开关。
E9. 条款E8的电子电路，其中所述控制电路被配置成：在所述测试模式中，仅当所述输入信号具有接通电平时，才生成所述通过电平和所述未通过电平之一。
E10. 条款E8或E9的电子电路，其中所述控制电路被配置成：在所述测试模式中，如果所述输入信号具有关断电平，则输出与所述通过电平、所述未通过电平和0不同的信号电平。
E11. 一种方法，包括：在第一操作模式和测试模式之一中操作被配置成驱动电子开关的控制电路，其中在所述测试模式中操作所述控制电路包括基于在所述控制电路的测试输入处接收的测试信号来在所述测试模式中操作所述控制电路，并且其中在所述第一操作模式中操作所述控制电路包括：由所述控制电路基于所述电子开关的负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，并基于所述第一保护信号来驱动第一电子开关。
E12. 条款E11的方法，其中在所述测试模式中操作所述控制电路包括：确定所述测试信号的占空比，以及基于所确定的占空比来测试所述控制电路的至少两个不同功能之一，以便获得测试结果。
E13. 条款E11或E12的方法，其中在所述测试模式中操作所述控制电路包括：在状态输出处输出状态信号。
E14. 条款E13的方法，其中在状态输出处输出状态信号包括：取决于测试结果而使所述状态信号的信号电平发生变化。
E15. 条款E14的方法，其中取决于测试结果而使所述状态信号的信号电平发生变化包括：如果所述测试结果指示功能已经通过测试，则输出通过电平；以及如果所述测试结果指示功能未能通过测试，则输出未通过电平。
E16. 条款E15的方法，其中所述未通过电平与所测试的功能无关。
E17. 条款E15或E16的方法，其中所述通过电平取决于所测试的功能。
E18. 条款E11至E17之一的方法，其中在所述第一操作模式中操作所述控制电路包括：基于输入信号来驱动所述电子开关。
E19. 条款E18的方法，其中在所述测试模式中操作所述控制电路包括：仅当所述输入信号具有接通电平时，才生成所述通过电平和所述未通过电平之一。
E20. 条款E18或E19的方法，其中在所述测试模式中操作所述控制电路包括：如果所述输入信号具有关断电平，则输出与所述通过电平、所述未通过电平和0不同的信号电平。
尽管已经公开本发明的各种示例性实施例，但对本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以作出将实现本发明的一些优势的各种改变和修改。对本领域技术人员来说将显而易见的是，可以适当地用执行相同功能的其他部件进行替换。应当提到，可以将参照具体附图而解释的特征与其他附图的特征进行组合，即使在未明确提到这一点的那些情况下亦如此。另外，可以在全软件实现方式中、使用适当处理器指令、或者在利用硬件逻辑和软件逻辑的组合以实现相同结果的混合实现方式中，实现本发明的方法。对本发明构思的这种修改意图由所附权利要求覆盖。
为了易于描述，使用了诸如“在……下方”、“在……下面”、“下”、“在……上方”、“上”等等之类的空间相对术语，以解释一个元件相对于第二个元件的定位。这些术语意图涵盖：除了与附图中描绘的那些取向不同的取向外，器件的不同取向。另外，还使用了诸如“第一”、“第二”等等之类的术语，以描述各种元件、区域、区段等，并且这些术语也不意图进行限制。遍及该描述，相似的术语指代相似的元件。
如本文所使用，术语“具有”、“包含”、“含有”、“包括”等等是开放式术语，其指示存在所声明的元件或特征，但不排除附加元件或特征。冠词“一”、“一个”和“该”意图包括复数以及单数，除非上下文清楚地以其他方式指示。
在想到变型和应用的以上范围的情况下，应当理解，本发明不受以上描述限制，其也不受附图限制。取而代之，本发明仅由所附权利要求及其合法等同物限制。

Claims (22)

1.一种电子电路，包括：
包括负载路径的电子开关；以及
控制电路，被配置成驱动所述电子开关，
其中所述控制电路被配置成至少基于所述电子开关的负载电流的电平来在第一操作模式和第二操作模式之一中操作，
其中在所述第一操作模式中，所述控制电路被配置成基于所述负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，并基于所述第一保护信号来驱动所述电子开关，并且
其中所述控制电路被配置成生成状态信号，使得当操作模式从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式时，所述状态信号具有唤醒脉冲，并且在所述唤醒脉冲之后，所述状态信号具有表示所述负载电流的电平的信号电平。
2.权利要求1的电子电路，其中所述控制电路被配置成：在所述第一操作模式中，在所述电子电路的状态输出处连续输出表示所述负载电流的电平的信号电平。
3. 权利要求1的电子电路，其中所述控制电路被配置成：
接收轮询信号；以及
在所述第一操作模式中，仅在由所述轮询信号请求时，输出表示所述负载电流的电平的信号电平。
4.权利要求3的电子电路，其中所述控制电路进一步被配置成：在所述第二操作模式中，在由所述轮询信号请求时，输出与所述唤醒脉冲不同的状态脉冲。
5.权利要求1的电子电路，其中所述控制电路被配置成：当所述负载电流达到预定义阈值时，将操作从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式。
6.权利要求1的电子电路，其中所述控制电路包括第一保护电路，所述第一保护电路被配置成生成所述第一保护信号并包括：
模数转换器（ADC），被配置成接收表示所述负载电流的ADC输入信号，并输出包括值序列的ADC输出信号，使得每一个值表示所述ADC输入信号的相应样本；
滤波器，被配置成接收所述ADC输出信号并输出滤波器信号；以及
比较器电路，被配置成基于将所述滤波器信号与预定义阈值进行比较来生成所述第一保护信号。
7.权利要求6的电子电路，
其中所述ADC是对数ADC，其被配置成生成所述ADC输出信号，使得值序列的值表示所述ADC输入信号的相应样本的对数。
8.权利要求6的电子电路，
其中所述控制电路被配置成输出表示经过所述负载路径的电流的电平的信号电平包括：所述控制电路被配置成输出所述ADC输出信号。
9. 权利要求1的电子电路，
其中所述控制电路进一步包括被配置成接收输入信号的输入，并且
其中所述控制电路被配置成：在所述第一操作模式和所述第二操作模式二者中基于输入信号来驱动所述电子开关。
10.权利要求1的电子电路，其中所述控制电路被配置成：在所述第一操作模式中且不在所述第二操作模式中生成所述第一保护信号。
11.权利要求1的电子电路，进一步包括：
电流测量电路，被配置成测量所述负载电流并提供与所述负载电流成比例的电流测量信号，
其中所述控制电路被配置成基于所述负载电流来在第一操作模式或第二操作模式中操作所述电子电路包括：所述控制电路被配置成基于所述电流测量信号来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作所述电子电路。
12. 权利要求11的电子电路，
其中所述控制电路包括ADC，所述ADC被配置成基于所述电流测量信号来提供ADC输出信号，并且
其中所述控制电路被配置成基于所述电流测量信号来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作包括：所述控制电路被配置成基于所述ADC输出信号来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作。
13.权利要求11的电子电路，其中所述控制电路被配置成将所述负载电流与所述电流测量信号之间的比例因子调整成：在所述第一操作模式中具有第一值；以及在所述第二操作模式中具有比所述第一值低的第二值。
14.一种方法，包括：
基于负载电流的电流-时间特性来生成第一保护信号，所述负载电流经过电子电路中的电子开关的负载路径；
至少基于所述负载电流的电平，在第一操作模式和第二操作模式之一中操作所述电子电路；以及
生成状态信号，使得当操作从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式时，所述状态信号具有唤醒脉冲，并且在所述唤醒脉冲之后，所述状态信号具有表示所述负载电流的电平的信号电平。
15.权利要求14的方法，其中在所述第一操作模式中生成所述状态信号包括：连续输出表示所述负载电流的电平的信号电平。
16. 权利要求14的方法，其中在所述第一操作模式中生成所述状态信号包括：
由所述电子电路接收轮询信号；以及
仅在由所述轮询信号请求时，输出表示所述负载电流的电平的信号电平。
17.权利要求16的方法，进一步包括：
在所述第二操作模式中，在由所述轮询信号请求时，输出与所述唤醒脉冲不同的状态脉冲。
18.权利要求15的方法，其中至少基于所述负载电流的电平来在所述第一操作模式和所述第二操作模式之一中操作所述电子电路包括：
当所述负载电流达到预定义阈值时，将操作从所述第二操作模式改变到所述第一操作模式。
19. 权利要求14的方法，进一步包括：
由所述电子电路接收输入信号；以及
在所述第一操作模式和所述第二操作模式二者中基于所述输入信号来驱动所述电子开关。
20.权利要求14的方法，进一步包括：
在所述第一操作模式中且不在所述第二操作模式中生成所述第一保护信号。
21.权利要求14的方法，进一步包括：
测量所述负载电流并提供与所述负载电流成比例的电流测量信号，
其中基于所述负载电流来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作所述电子电路包括：基于所述电流测量信号来在所述第一操作模式或所述第二操作模式中操作所述电子电路。
22.权利要求21的方法，
其中所述负载电流与所述电流测量信号之间的比例因子在所述第一操作模式中具有第一值，且在所述第二操作模式中具有比所述第一值低的第二值。
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