CN108270197B - 电子开关及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

公开了电子电路及其操作方法。电子电路包括：多个电子开关，每个电子开关包括负载路径和控制节点，其中，负载路径并联连接在电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间；电流感测电路，被配置成感测第一负载节点和第二负载节点之间的负载电流以生成表示负载电流的电流感测信号；驱动电路，被配置成基于至少一个输入信号来驱动多个电子开关；以及过载检测器。过载检测器被配置成：接收电流感测信号和选择信息，以及根据电流感测信号和选择信息来生成过载信号。

Description

电子开关及其操作方法
技术领域
本公开内容一般地涉及电子开关和保护电路，并且更具体地涉及能够操作为电子开关和电子熔断器(fuse)的电子电路。
背景技术
熔断器是根据电流的电流电平以及根据电流电平存在(prevail)的持续时间跳闸(trip)的保护装置。例如，如果电流高于最大电流，则熔断器几乎立即跳闸，如果电流为额定电流或额定电流以下，则熔断器不会跳闸，以及如果电流在额定电流与最大电流之间，则熔断器在取决于电流电平的延迟时间之后跳闸。熔断器可以用于保护负载以及电源与负载之间的电缆。熔断器的功能可以使用电子开关和驱动电路来实现。
在复杂系统中，会需要多个电负载以及因此多个熔断器。例如，在汽车中，汽车中实现的负载的额定电流会从几毫安变化到几十安。通常，基于各个负载的额定电流来选择在诸如汽车电池等电源与这些负载之间的电缆。因此，为了保护不同类型的电缆，需要不同类型的熔断器。然而，这使制造和供应过程变复杂。
因此，需要用作熔断器并且可以用于不同类型的负载和电缆的电子电路。
发明内容
一个示例涉及电子电路。该电子电路包括多个电子开关、电流感测电路、驱动电路和过载检测器。多个电子开关中的每一个包括负载路径和控制节点，其中，负载路径并联连接在电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间。电流感测电路被配置成感测第一负载节点和第二负载节点之间的负载电流并且生成表示该负载电流的电流感测信号。驱动电路被配置成基于至少一个输入信号来驱动多个电子开关。过载检测器被配置成接收电流感测信号和选择信息并且根据电流感测信号和选择信息来生成过载信号。
另一示例涉及方法。该方法包括基于至少一个输入信号来驱动多个电子开关，其中，多个电子开关中的每一个包括负载路径和控制节点，以及其中，负载路径并联连接在电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间。该方法还包括：基于感测第一负载节点和第二负载节点之间的负载电流来生成电流感测信号；以及根据电流感测信号和选择信息来生成过载信号。
附图说明
下面参照附图说明示例。附图用于示出一些原理，因此仅示出了用于理解这些原理所必需的方面。附图并未按比例绘制。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。
图1示出了具有多个电子开关、电流感测电路以及包括驱动电路和过载检测器的控制电路的电子电路的一个示例；
图2示意性示出了图1所示的电子电路中的一些信号的时序图；
图3示出了具有多个电子开关、电流感测电路以及包括驱动电路和过载检测器的控制电路的电子电路的另一示例；
图4示意性示出了根据图1和图3中的一个的电子电路的两种不同的“熔断器特性”；
图5更详细地示出了驱动电路的一个示例；
图6示出了控制电路的另一示例；
图7示出了图6所示的控制电路的变型；
图8示意性示出了均包括电子开关以及电流感测电路的电流传感器的多个开关电路；
图9更详细地示出了开关电路的一个示例；
图10更详细地示出了开关电路的另一示例；
图11更详细地示出了图10所示的开关电路的测量电路；
图12示出了被配置成驱动一个开关电路的驱动器的一个示例；
图13示出了包括滤波器和比较器电路的过载检测器的一个示例；
图14示出了滤波器的一个示例；
图15示出了比较器电路的一个示例；
图16示出了说明过载检测器的功能的时序图；以及
图17至图19示出了比较器电路的另外的示例。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参照了附图。附图形成说明书的一部分，并且通过图示示出了可以实践本发明的具体实施方式。应当理解，除非另外明确指出，否则本文中描述的各种实施方式的特征可以相互组合。
图1示出了用作电子开关并用作保护电路的电子电路的一个示例。该类型的电子电路在下文中可以被称为电子开关和保护电路。参照图1，电子开关和保护电路包括多个电子开关21至2n。这些电子开关21至2n中的每一个包括控制节点G1至Gn以及在第一负载节点D1至Dn和第二负载节点S11至S1n之间的负载路径。电子开关21至2n的负载路径并联连接在电子开关和保护电路的第一负载节点11和第二负载节点12之间。电流感测电路7被配置成感测第一负载节点11和第二负载节点12之间的负载电流Iz并且生成表示该负载电流Iz的电流感测信号CSTOT。在图1中仅示意性示出了电流感测电路7。在下文中将进一步详细地说明如何实现电流感测电路7的示例。根据一个示例，电子开关21至2n具有基本上相同的导通电阻，导通电阻为导通状态(接通状态)下的欧姆电阻。这可以通过以相同的尺寸实现电子开关21至2n来获得。电子开关21至2n每个可以被实现为具有内部并联连接的多个晶体管单元的晶体管。“以相同的尺寸实现电子开关21至2n”可以包括以基本上相同数量的晶体管单元实现电子开关21至2n。根据另一示例，电子开关21至2n中的至少两个具有不同的导通电阻。这可以通过以不同的尺寸实现电子开关中的至少两个来获得。根据又一示例，电子开关21至2n中的每一个具有与电子开关中的其余电子开关的导通电阻不同的导通电阻。
参照图1，电子电路还包括具有驱动电路4和过载检测器5的控制电路3。驱动电路4被配置成基于由驱动电路4接收的至少一个输入信号来选择和接通多个电子开关21至2n中的至少一个。在图1所示的示例中，驱动电路4接收多个输入信号SIN1至SINn，其中，这些输入信号SIN1至SINn中的每一个与多个电子开关21至2n中的一个相关联。这些输入信号SIN1至SINn中的每一个指示对应的电子开关21至2n是接通还是关断，其中，驱动电路4被配置成基于输入信号SIN1至SINn中的每一个来生成驱动信号SDRV1至SDRVn。电子开关21至2n中的每一个在其栅极节点G1至Gn处接收驱动信号SDRV1至SDRVn中的对应一个，并且根据对应的驱动信号SDRV1至SDRVn的信号电平来接通或关断。例如，第一电子开关21接收第一驱动信号SDRV1，其中，该第一驱动信号SDRV1由驱动电路4根据第一输入信号SIN1来生成，第二电子开关22接收第二驱动信号SDRV2，该第二驱动信号SDRV2由驱动电路4基于第二输入信号SIN2来生成，以此类推。
过载检测器5接收电流感测信号CSTOT，以及被配置成检测过载情况并基于该检测和基于选择信号SSEL来生成过载信号SOL。驱动电路4接收过载信号SOL。根据一个示例，驱动电路4被配置成：如果过载信号SOL指示已经检测到过载情况，则独立于相应的输入信号SIN1至SInn而关断电子开关21至2n中的每一个。参照图2所示的时序图说明驱动电路4的该功能。
图2示出了输入信号SINi、由驱动电路4基于输入信号SINi生成的驱动信号SDRVi以及过载信号SOL的时序图。图2所示的信号SINi表示图1所示的多个输入信号SINi至SINn中的任意一个。根据一个示例，输入信号SINi具有导通电平或断开电平。输入信号SINi的导通电平指示期望接通与输入信号SINi相关联的电子开关2i，以及断开电平指示期望关断相应的电子开关2i。仅出于说明的目的，假定图2所示的输入信号SINi的高信号电平表示导通电平，而低信号电平表示断开电平。
根据一个示例，过载信号SOL具有指示已经检测到过载情况的过载电平或指示电子电路处于正常模式的非过载电平。“正常模式”是没有检测到过载情况的操作模式。仅出于说明的目的，在图2所示的示例中，过载电平被描绘为低信号电平，而非过载电平被描绘为高信号电平。
图2所示的驱动信号SDRVi是由驱动电路4基于对应的输入信号SINi生成的驱动信号。参照上文，驱动电路4基于对应的输入信号SINi和过载信号SOL来生成驱动信号SDRVi。驱动信号SDRVi可以具有接通对应的电子开关2i的导通电平或关断对应的电子开关2i的断开电平。仅出于说明的目的，在图2所示的示例中，驱动信号SDRVi的导通电平被描绘为高信号电平，而断开电平被描绘为低信号电平。
参照图2，当输入信号SINi具有导通电平并且过载信号SOL具有非过载电平时，驱动电路4生成驱动电路SDRVi的导通电平。当过载信号SOL具有非过载电平时，电子开关21至2n能够根据对应的输入信号SIN1至SINn而被接通或关断。在图2中，这在输入信号SINi从断开电平变成导通电平的第一时间t1与第二时间t2之间被示出。在该示例中，过载检测器5在第二时间t2处检测到过载，使得在该时间t2处过载信号SOL从非过载电平变成过载电平(在该示例中从高电平变到低电平)。过载电平禁用电子开关21至2n，使得独立于对应的输入信号SINi的信号电平由驱动电路4生成驱动信号SDRVi的断开电平以便关断电子开关2i(以及其他电子开关中的每一个)。
驱动电路4可以被配置成仅根据过载信号来启用或禁用电子开关21至2n。在这种情况下，只要过载信号SOL具有过载电平，驱动电路4就禁用电子开关21至2n，也就是说，其将电子开关21至2n保持在关断状态(在下文中其被称为断开状态)，而当过载信号SOL的信号电平从过载电平变成非过载电平时，再次启用电子开关21至2n。根据另一示例，驱动电路4被配置成：当过载信号SOL具有过载电平时禁用电子开关21至2n，并且独立于过载信号SOL的信号电平将电子开关21至2n保持在禁用状态，直到输入信号SIN1至SINn变成断开电平为止。只有在输入信号SIN1至SINn中的每一个变成断开电平之后，电子开关21至2n才再次被启用，并且可以基于输入信号SIN1至SINn被接通。
图1所示的输入信号SIN1至SINn可以由控制图1所示的电子电路的操作的外部控制电路(图中未示出)生成。该控制电路可以被实现为微控制器。根据图3所示的另一示例，电子电路接收一个输入信号SIN，该输入信号SIN包括指示电子开关S11至S1n中的哪个(哪些)将被接通(将被选择)的选择信息以及指示所选择的开关何时将被接通的时序信息两者。接口电路8基于一个输入信号SIN生成参照图1所说明的输入信号SIN1至SINn，并将这些输入信号SIN1至SINn提供给驱动电路4。如参照图1所说明的，驱动器电路4基于输入信号SIN1至SINn生成驱动信号SDRV1至SDRVn。接口电路8可以被实现为SPI(串并行接口)电路。可选地，除了输入信号SIN之外，接口电路8还接收使能信号SEN和时钟信号SCLK。
接口电路可以包括具有多个存储器单元的内部存储器(未示出)，例如寄存器。这些存储器单元中的每一个与输入信号SIN1至SINn中的一个相关联，并且存储表示对应的输入信号的期望信号电平(导通电平或断开电平)的值。驱动电路4从接口电路8检索表示输入信号SIN1至SINn的信号电平的这些值。存储在内部存储器中的值被包括在由接口电路8接收的输入信号SIN中。根据一个示例，输入信号SIN包括一系列数据分组，其中，这些数据分组中的每一个包括要存储在内部存储器中的值。在该示例中，接口电路8可以被配置成基于时钟信号SCLK将包括在数据分组中的值写入存储器单元中，使得在每个时钟周期将新的值写入存储器单元中。根据一个示例，接口电路被配置成仅当使能信号SEN具有预定信号电平(其可以被称为使能电平)时才将基于输入信号SIN的值写入存储器单元中。
由过载检测器接收的选择信号SSEL选择在过载检测器中实现的几个不同的过载特性(保护特性)中的一个。在下面进一步详细说明这些过载特性(以及如何实现它们)。选择信号SSEL可以由生成至少一个输入信号SIN1至SINn的同一外部控制电路提供。根据图3所示的一个示例，选择信号(其也可以被称为选择信息)包括在串行(serial)输入信号中，并且由接口电路8从输入信号SIN中检索。根据在图1和图3中以虚线示出的一个示例，选择信号SSEL由具有m位的二进制字表示。该二进制字可以具有2m-1个不同的值，使得可以使用该类型的选择信号SSEL选择2m-1个不同的过载特性。
由驱动电路4接收的输入信号SIN1至SINn可以使得这些输入信号SIN1至SINn中的仅一个同时具有导通电平，使得电子开关21至2n中的仅一个同时被接通。根据另一示例，输入信号SIN1至SINn中的多于一个可以同时具有导通电平，以便同时接通电子开关21至2n中的两个或更多个，并在电子开关和保护电路的负载节点11、12之间提供若干并联的电流路径。在下文中，如果对应的输入信号具有导通电平，则电子开关被称为有效(active)电子开关，并且同时有效的一个或更多个电子开关被称为有效电子开关组。例如，如果存在n个电子开关21至2n并且多于一个电子开关可以同时有效，则存在2n-1个不同的有效电子开关组，即电子开关21至2n中同时被接通的2n-1个不同组合。
参照上文，电子电路具有开关功能和保护功能。“开关功能”包括电子电路被配置成将负载连接至电源或者将负载与电源断开。“保护功能”包括在检测到过载情况时电子电路通过关断电子开关21至2n将负载与电源断开。在图1和图3中以虚线示出了电子电路和负载Z如何互连的一种方式。在这些示例中，电子电路的负载路径与负载Z串联连接，其中，负载Z和电子电路的负载路径的串联电路被连接至电源。在图1和图3中，电源由第一电源电位VBAT和第二电源电位GND表示。仅出于说明的目的，假定第一电源电位为正电源电位以及第二电源电位为接地。根据一个示例，电源是机动车电池，并且负载Z是机动车中的诸如电动机(除了驱动机动车的电动机之外)、灯、任何类型的电子电路等的电负载。
在机动车中，可得到第一电源电位VBAT的第一电源节点可以是机动车电池的端子，而可得到第二电源电位(接地)的第二电源节点可以是机动车的底盘。根据一个示例，负载Z连接至第二电源节点(底盘)，该第二电源节点靠近负载在车辆内所位于的位置，并且负载Z经由电缆连接至第一电源节点。电子电路的负载路径11-12可以位于第一电源节点和负载Z之间的电缆中的任意位置。根据一个示例，电子电路位于要么靠近机动车电池(由图3中的第一电源节点表示)要么靠近负载Z。
安装在现代机动车中的不同的电负载通常具有不同的电流消耗。这些负载的电流消耗可以从几毫安变化到几十安。为了节省资源和成本，用于将各个负载连接至机动车电池的电缆的横截面积可以适配于相应负载的电流消耗。由于各根电缆长达几米，因此可以通过该方法节省大量的资源、重量和成本。例如，仅举几个示例，电流消耗为0.1A的负载可以通过横截面积为0.13平方毫米(mm2)的电缆来供电，电流消耗为3A的负载可以通过横截面面积为0.35mm2的电缆来供电，电流消耗为6A的负载可以通过横截面积为0.75mm2的电缆来供电，以及电流消耗为30A的负载可以通过横截面积为4mm2的电缆来供电。图1和图3所示的电子电路不仅被配置成接通和关断电源和负载Z之间的电流，而且还被配置成保护电缆不会变得过热或甚至被毁坏。这在下面参照图4进一步详细说明。然而，电缆承受一定电流电平的能力不仅取决于横截面积。电缆通常包括芯和围绕芯的绝缘体。在上文和下文中，“横截面积”表示芯的横截面积。除了芯的横截面积之外，影响电缆承受一定电流电平的能力的参数还有芯的材料的类型、芯的结构(例如实芯或绞合线)和绝缘材料的类型。绝缘材料的类型限定了电缆能够承受的最大温度。由于在电流增加时电缆温度通常增加，所以绝缘材料的类型会是限制因素之一。因此，具有相同芯但不同绝缘体的两根电缆可以具有不同的电流容量，其中“电流容量”限定了电缆在不被损坏或毁坏的情况下在一定时间内能够承受的最大电流电平。
出于说明的目的，图4以对数尺度示出了具有不同电流容量的两根电缆(电线)的特性曲线，其中，如上面所说明的，这些不同的电流容量可以由电缆的不同的内部参数(例如横截面积、芯结构和绝缘体等)以及外部参数(例如环境温度)造成。具体地，图4示出了各个电缆的I2t曲线。这些曲线中的每一个表示多个电流Iz以及与各个电流相关联的时间t。与一个电流相关联的时间是电缆能够承受相应电流而不被损坏或毁坏的时间。根据一个示例，该时间是电缆达到最大允许温度(其也可以被称为额定温度)所花费的时间。各个曲线基于公式Iz2·t＝c，其中，c是取决于相应电缆的横截面积以及电缆能够承受的温度变化的常数。基本上，额定温度越高，电缆能够承受一定电流的时间就越长。当一定电流流经电缆时电缆温度增加的速率取决于几个参数，例如芯结构、芯的横截面积和芯材料。例如，随着芯的横截面积增加，电缆能够承受一定电流的时间增加。在图4中，标记有111的曲线表示具有第一电流容量的电缆的特性曲线，标记有121的曲线表示具有比第一电流容量高的第二电流容量的第二电缆的特性曲线。由曲线111表示的电缆能够在长距离上承受第一额定电流IRATED1，以及由曲线121表示的电缆能够在长距离上承受高于第一额定电流的第二额定电流IRATED2。如果负载电流增加到相应的额定电流以上，则相应的电缆能够承受负载电流的时间随着负载电流的增加而减小。
图1和图3所示的电子电路中的每一个被配置成保护不同类型的电缆，即具有不同电流容量的电缆。“保护电缆”意思是在由电缆的特性曲线定义的临界情况发生之前通过关断电子开关21至2n中的每一个来中断第一负载节点11和第二负载节点12之间的电连接。参照图4，如果电子电路根据图4中的虚线所示的曲线110关断，则可以保护由曲线111表示的电缆，而如果电子开关根据图4中虚线所示的曲线120关断，则可以保护由曲线121表示的电缆。这些曲线110和120在下文中被称为“跳闸曲线”或“保护特性”。根据一个示例，电子电路被配置成基于在过载检测器5中实现的几个保护特性中的一个来生成过载信号SOL，其中，由过载检测器5使用的保护特性由选择信号SSEL限定。因此，例如，电子电路可以被调整成根据曲线110进行关断以保护具有特性曲线111的电缆，或者根据曲线120进行关断以保护具有曲线121的电缆。应当提到的是，图4仅示出了电子电路的两个不同的跳闸曲线。根据图4中以虚线和点划线示出的一个示例，每个跳闸曲线具有最大电流IMAX1、IMAX2，其中，当负载电流达到对应的最大电流时，电子电路立即关断。
根据一个示例，对于有效电子开关21至2n中的每一组(对于可以同时接通的电子开关的每一组)，电子电路具有不同的跳闸曲线或过载特性。根据另一示例，对于这些组中的每一组，电子电路具有两个或更多个保护特性。
在过载检测器5中实现各个跳闸曲线(保护特性)。过载检测器5基于选择信号(选择信息)SSEL选择一个跳闸曲线。“选择一个跳闸曲线”意思是基于多个跳闸曲线中的一个(例如图4所示的类型的跳闸曲线)来关断电子电路。“关断电子电路”意思是关断电子开关21至2n中的每一个，使得第一负载节点11和第二负载节点12之间的当前连接被中断。基于电流感测信号CSTOT和所选择的跳闸曲线，过载检测器5在必要时关断有效电子开关以保护电缆。
图5示出了图1和图3所示的驱动电路4的一个示例。参照图5，驱动电路4包括多个逻辑门411至41n，其中，这些逻辑门411至41n中的每一个接收输入信号SIN1至SINn中相应之一和过载信号SOL。这些逻辑门411至41n中的每一个生成驱动信号SDRV1至SDRVn中的一个。可选地，驱动器61至6n连接在多个逻辑门411至41n中的每一个下游，从对应的逻辑门411至41n接收输出信号S411至S41n，并基于其接收的逻辑门输出信号来生成驱动信号SDRV1至SDRVn。基本上，驱动器61至6n被配置成通过对逻辑门输出信号S411至S41n进行放大来生成驱动信号SDRV1至SDRVn，使得驱动信号SDRV1至SDRVn的信号电平适合于驱动图1和图3所示的电子开关21至2n。
逻辑门411至41n中的每一个被配置成生成相应的驱动信号SDRV1至SDRVn，使得仅当过载信号SOL具有非过载电平并且相关联的输入信号SIN1至SINn具有导通电平时，驱动信号SDRV1至SDRVn具有导通电平。如果如图2所示，输入信号SIN1至SINn的导通电平为高信号电平并且过载信号SOL的非过载电平为高信号电平，则逻辑门可以被实现为与门(如图5所示)。然而，这仅仅是取决于输入信号SIN1至SINn和过载信号SOL的类型的示例，为了生成驱动信号SDRV1至SDRVn，可以使用其他类型的逻辑门。
在前面所说明的示例中，只要过载信号SOL具有过载电平，就禁用电子开关21至2n。可选地，如图5中的虚线所示，逻辑门411至41n不接收过载信号SOL，而是接收来自锁存器42的输出信号，其中，该输出信号取决于过载信号SOL和输入信号SIN1至SINn。根据一个示例，锁存器42的输出信号具有过载电平或非过载电平。锁存器42的输出信号的过载电平禁用电子开关21至2n，也就是说，使逻辑门411至41n独立于输入信号SIN1至SINn的信号电平来生成驱动信号SDFV1至SDFVn的断开电平。锁存器42的输出信号的非过载电平启用电子开关21至2n，也就是说，使逻辑门411至41n根据输入信号SIN1至SINn生成驱动信号SDFV1至SDFVn。根据一个示例，锁存器42被配置成每当过载信号SOL具有过载电平时生成锁存器的输出信号的过载电平。此外，锁存器42被配置成保持锁存器42的输出信号的过载电平，直到电子电路被关断为止，即，直到输入信号SIN1至SINn中的每一个具有断开电平为止。这可以通过将锁存器实现为以下SR触发器来实现：在反相重置输入端R处接收过载信号，并且通过使用或门43对输入信号SIN1至SINn进行或运算来生成锁存器42的置位信号。根据一个示例，该置位信号由锁存器42的反相置位输入端接收。一旦过载信号SOL具有过载电平，可选的锁存器42与逻辑门43一起使驱动电路4保持电子开关21至2n被禁用，直到输入信号SIN1至SINn中的每一个具有断开电平为止。图6示出了根据另一示例的控制电路3。在该示例中，控制电路3包括选择信号发生器31。选择信号发生器31接收输入信号SIN1至SINn，并基于输入信号SIN1至SINn生成选择信号SSEL，使得选择信号SSEL指示输入信号SIN1至SINn中的哪个(哪些)具有导通电平，即，电子开关21至2n中的哪个(哪些)将被接通。在该示例中，选择信号SSEL以及因此保护特性取决于电子开关21至2n中的哪个(哪些)有效。如在前面所说明的示例中，选择信号SSEL可以是具有m位的数字字。
图7示出了图6所示的控制电路3的变型。在图7所示的控制电路3中，选择信号发生器31基于输入信号SIN1至SINn生成第一选择信号SSEL1，并且控制电路3还接收第二选择信号SSEL2。该第二选择信号SSEL2可以直接或经由接口电路8从外部控制电路接收。第一选择信号SSEL1和第二选择信号SSEL2一起形成由过载检测器5接收的选择信号SSEL。在该示例中，过载检测器5可以被实现为使得其包括若干保护特性组，其中，若干保护特性组中的每一组与有效电子开关的一个组合相关联，并且包括两个或更多个保护特性。在该示例中，基于输入信号SIN1至SINn，第一选择信号SSEL1选择这些保护特性组中的一组，并且第二选择信号SSEL2从该组中选择保护特性中的一个。
仅在图1中示意性示出了被配置成测量第一负载节点11与第二负载节点12之间的负载电流Iz的电流测量电路7。根据图8所示的一个示例，电流测量电路7包括多个电流传感器701至70n，其中，这些电流传感器701至70n中的每一个被配置成测量经过相应的电子开关21至2n的电流并且生成表示经过相应的电子开关21至2n的电流的电流测量信号CS1至CSn。信号加法器71从各个电流传感器701至70n接收电流测量信号(也可以被称为电流感测信号)CS1至CSn，并且基于这些电流感测信号CS1至CSn生成表示负载电流Iz的总电流测量信号CSTOT。根据一个示例，信号加法器生成总电流测量信号CSTOT，使得该总电流测量信号CSTOT的信号电平等于各个电流测量信号CS1至CSn的信号电平之和。
图9示出了电子开关和相关联的电流传感器的一个示例。“相关联的电流传感器”被配置成测量经过电子开关的电流。图9中的附图标记2i表示先前说明的电子开关21至2n中的任意一个，以及附图标记70i表示相关联的电流传感器。Di表示第一负载节点，S1i表示第二负载节点，Gi表示电子开关2i的控制节点。S2i表示电流传感器70i的输出节点。在电流传感器70i的输出节点处，可得到表示经过电子开关2i的电流的电流感测信号CSi。在图9所示的示例中，电子开关2i是MOSFET。该MOSFET的漏极节点形成第一负载节点Di，源极节点形成第二负载节点Si，以及栅极节点形成控制节点Gi。在图9所示的示例中，MOSFET 2i被描绘为n型增强型MOSFET。然而，这仅仅是一个示例。也可以使用任何其他类型的MOSFET例如n型耗尽型MOSFET或者p型增强型或耗尽型MOSFET。此外，电子开关2i不限于被实现为MOSFET。也可以使用任何其他类型的晶体管，例如双极性结型晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、结型场效应晶体管(JFET)或高电子迁移率晶体管(HEMT)。
参照图9，电流传感器70i包括具有与电子开关2i的晶体管的类型相同的类型的晶体管72。以下将该另外的晶体管72称为感测晶体管。感测晶体管72的控制节点(栅极节点)连接至形成电子开关2i的晶体管的控制节点Gi，并且感测晶体管72的第一负载节点(漏极节点)连接至形成电子开关2i的晶体管的第一负载节点Di。稳压器73、74被耦合在电子开关2i的第二负载节点S1i与感测晶体管72的第二负载节点之间，并且被配置成调整感测晶体管72的第二负载节点处的电位，使得其等于形成电子开关2i的晶体管的第二负载节点S1i处的电位。在这种情况下，形成电子开关2i和感测晶体管72的晶体管在相同的操作点中操作，使得通过电子开关2i的电流Izi与通过感测晶体管72的电流I72成比例。在该示例中，通过感测晶体管72的电流I72为电流感测信号CSi(其也可以被称为感测电流)。负载电流Izi与感测电流CSi之间的比例因子由形成电子开关2i的晶体管的尺寸与感测晶体管72的尺寸之间的比率给出。
参照图9，稳压器可以包括运算放大器73，运算放大器73具有耦合至电子开关2i的第二负载节点S1i的第一输入端和耦合至感测晶体管72的第二负载节点的第二输入端。该运算放大器73的输出控制与感测晶体管72串联连接的可变电阻器74。根据一个示例，该可变电阻器74是诸如图9所示的p型MOSFET 74的晶体管。
图10示出了电子开关2i和相关联的电流传感器70i的另一示例。在该示例中，电流传感器包括与电子开关2i的负载路径(当电子开关为MOSFET时的漏极-源极路径)串联连接的分流电阻器75和被配置成测量分流电阻器75两端的电压V75并基于该测量结果生成感测信号CSi的测量电路(漏极-源极路径)。测量电路76被配置成生成与分流电阻器75两端的电压V75成比例的感测信号CSi。此外，根据欧姆定律，该电压V75与在导通状态下通过电子开关2i的负载电流Izi成比例，使得感测信号CSi与负载电流Izi成比例。负载电流Izi和分流电阻器75两端的电压V75之间的比例因子取决于分流电阻器V75的电阻。
分流电阻器可以是任何类型的电阻器。根据一个示例，分流电阻器是将电子开关2i的第二负载节点S1i连接至电子电路的第二负载节点12的连接的一部分。电子开关21和电流传感器可以集成在半导体芯片(图中未示出)中。在该示例中，分流电阻器75可以是将芯片连接至电子电路的第二负载节点12的连接的一部分，具体地，分流电阻器可以是接合线或扁平导体。
根据一个示例，测量电路76被配置成生成作为电流的感测信号CSi。在该示例中，测量电路76可以包括电压至电流转换器。根据另一示例，图8所示的加法器71被配置成将电压而非电流相加。在该示例中，分流电阻器两端的电压可以直接用作电流感测信号CSi，因此可以省略测量电路76。
图11示出了被配置成基于分流电阻器75两端的电压V75生成感测电流CSi的测量电路76的一个示例。该测量电路76类似于图9所示的测量电路并且还包括分流电阻器761和稳压器762、763。另一分流电阻器761连接在电子开关2i的第二负载节点S1i和电流传感器的输出节点S2i之间。稳压器762、763连接至分流电阻器75的背对着(facing away from)第二负载节点S1i的电路节点和另一分流电阻器761的背对着第二负载节点S1i的电路节点。稳压器包括连接至分流电阻器75、761的运算放大器762和由运算放大器762控制的可变电阻器763。可变电阻器763与另一分流电阻器761串联连接并且由运算放大器762操作，使得另一分流电阻器761两端的电压等于分流电阻器75两端的电压V75。根据一个示例，可变电阻器763是诸如p型MOSFET等MOSFET。当另一分流电阻器761两端的电压等于分流电阻器75两端的电压V75时，经过另一分流电阻器761的电流与负载电流Izi成比例。在该示例中，通过另一分流电阻器761的电流形成电流感测信号CSi。电流感测信号CSi和负载电流Izi之间的比例因子取决于分流电阻器75、761的电阻。根据一个示例，分流电阻器75和另一分流电阻器761包括相同类型的电阻材料，使得这些电阻器具有各自电阻的相同类型的温度漂移。
根据一个示例，电流传感器(参见图8中的701至70n)被实现为使得它们具有在对应的电子开关(图9至图11中的2i)的负载电流(图9至图11中的Izi)与感测信号(图9至图11中的CSi)之间的相同的比例因子(通常被称为kILIS因子)，使得总电流感测信号CSTOT与总负载电流Iz成比例，其中，总负载电流由通过各个电子开关2i的负载电流Izi之和给出。根据另一示例，电流传感器被实现为使得它们具有不同的比例因子。在该示例中，图8中所示的加法器71被配置成计算感测信号CS1至CSn的加权和，使得总电流感测信号CSTOT再次与总负载电流Iz成比例。
图12示出了被配置成驱动电子开关2i的驱动器6i的一个示例。如果存在图9所示类型的电流传感器70i，则驱动器也驱动该电流传感器的感测晶体管(图9中的72)。然而，在图12中未示出这样的电流传感器。在图12中，附图标记2i表示上述电子开关21至2n中的任一个。附图标记6i表示相关联的驱动器，即，被配置成基于对应的逻辑门(图5和图6中的411至41n)的输出信号S41i来驱动电子开关2i的驱动器。
参照图12，驱动器6i包括半桥，该半桥具有耦接在控制节点Gi和电子开关2i的第二负载节点S1i之间的低侧开关62以及耦接在控制节点Gi和电源节点V+之间的高侧开关61。可选地，电荷泵电路65耦接在电源V+、电子开关2i的第一负载节点Di和高侧开关之间。如图1和图3所示，可以在电子电路以高侧配置连接的那些情况下使用可以包括自举电路的电荷泵电路65。在高侧配置下，电子电路的负载路径11-12连接在第一电源电位VBAT和负载Z之间。
参照图12，逻辑电路66从相应的逻辑门(图4和图5中的411至41n)接收输出信号S41i，并基于该逻辑门输出信号S41i生成用于高侧开关的驱动信号SONi和用于低侧开关的驱动信号SOFFi。逻辑电路66被配置成生成高侧开关61的驱动信号SONi，使得如果逻辑门输出信号S41i指示期望接通电子开关2i，则高侧开关61接通。生成低侧开关62的驱动信号SOFFi，使得当高侧开关61接通时低侧开关62关断。等同地，逻辑电路66生成低侧开关62的驱动信号SOFFi，使得当逻辑门输出信号S41i指示期望关断电子开关2i时低侧开关62接通。生成高侧开关61的驱动信号SONi，使得当低侧开关62接通时高侧开关61关断。接通低侧开关62相当于将形成电子开关2i的MOSFET的栅极-源极电压VGS设置为零，使得MOSFET关断。接通高侧开关61相当于将栅极-源极电压VGS调整为不同于零并高于MOSFET的阈值电压，使得MOSFET 2i接通。
可选地，第一电流源64与低侧开关62串联连接，以及第二电流源63与高侧开关61串联连接。诸如形成电子开关2i的MOSFET等MOSFET包括内部栅极-源极电容(图中未示出)。当高侧开关61接通时，该栅极-源极电容被充电，以及当低侧开关62接通时，该栅极-源极电容被放电。可以通过可选的电流源63、64来调整该内部栅极-源极电容的充电和放电有多快，而调整内部栅极-源极电容充电和放电的速率等同于调整电子开关2i的开关速度。
图13示出了根据一个示例的过载检测器5的框图。在该示例中，过载检测器5包括接收总电流感测信号CSTOT或取决于总电流感测信号CSTOT的信号的滤波器53。例如，如果总电流感测信号CSTOT例如是由如上所述的电流传感器701至70n生成的电流，则滤波器53可以不接收总电流感测信号CSTOT，而是接收取决于该总电流感测信号CSTOT的电压VCS。该电压VCS可以由接收总电流感测信号CSTOT的电阻器52生成。在图13中，附图标记S52表示滤波器输入信号。该滤波器输入信号为总电流感测信号CSTOT或基于总电流感测信号CSTOT生成的电压VCS。
参照上文，过载检测器5被配置成使用若干保护特性中的一个来基于总电流感测信号CSTOT生成过载信号SOL，其中，所使用的保护特性根据选择信号SSEL来选择。在图13所示的过载检测器5中，选择控制电路55接收选择信号SSEL并根据选择信号SSEL选择保护特性。在该示例中，“选择保护特性”意思是生成由比较器54接收的阈值信号STH。
滤波器53被配置成对输入信号S52进行滤波并基于滤波器输入信号生成滤波器输出信号S53。比较器54接收滤波器输出信号S53并根据滤波器输出信号S53和选择信号SSEL生成过载信号SOL。下面将更详细地说明滤波器53和比较器54的示例。参照上文，过载检测器5被配置成使用若干保护特性中的一个来基于总电流感测信号CSTOT生成过载信号SOL，其中，所使用的保护特性根据选择信号SSEL来选择。在图13所示的过载检测器5中，选择控制电路55接收选择信号SSEL并根据选择信号SSEL选择保护特性。在该示例中，“选择保护特性”意思是根据选择信号SSEL生成由比较器54接收的阈值信号STH。根据一个示例，选择控制电路55包括存储与选择信号SSEL可以具有的每个不同值对应的阈值信号STH的信号电平的查找表，并且基于选择信号的值来输出具有对应信号电平的阈值信号STH。
应当注意，图13所示的框图示出了过载检测器的功能块而非特定实现。这些功能块可以以各种方式实现。根据一个示例，这些功能块使用专用电路来实现。根据另一示例，这些电路块中的至少一些电路块例如滤波器53和比较器使用硬件和软件来实现。滤波器53和比较器54可以被实现为模拟或数字电路。在后一种情况下，由这些电路接收的输入信号和由这些电路提供的输出信号可以是二进制字，其中，这些信号的信号电平由二进制字的值表示。
图14示出了滤波器53的一个示例。在该示例中，滤波器53包括计算滤波器输入信号S52的信号电平的平方的计算单元531。积分器532接收计算单元531的输出信号并生成滤波器输出信号S53。应当注意，计算单元531和积分器532可以是模拟或数字电路。如果计算单元531和积分器532是数字电路，则滤波器53还包括以下模数转换器(ADC)533(在图14中以虚线示出)：接收滤波器输入信号S52，对滤波器输入信号S52进行采样，并输出每个表示一个采样的离散值序列S52[k]。
根据一个示例，积分器532是被配置成在预定持续时间的滑动时间窗口中对计算电路的输出信号S53进行积分的窗口积分器(在数字滤波器53中，积分器532可以被实现为对计算单元531的预定数量的离散输出值进行求和的加法器)。在该示例中，滤波器输出信号S53表示滤波器输入信号S52的平方在预定时间窗口上的积分。由于滤波器输入信号S52表示负载电流Iz，所以滤波器输出信号S53表示负载电流Iz的平方在预定时间窗口上的积分。换句话说，滤波器输出信号S53表示负载电流Iz的平方乘以时间。众所周知，在一定时间窗口内电阻负载(例如电缆)中消耗的电能与电流的平方乘以时间窗口的持续时间成正比。因此，滤波器输出信号S53表示在预定时间窗口内电缆中消耗的电能。电缆中消耗的能量导致电缆的温度相对于电缆的环境温度升高。由于电缆中消耗的能量的一部分通过辐射被散发到环境中，所以在通过电缆的电流变为零之后，电缆的温度返回到环境温度。在滤波器53中，这通过使用窗口积分器532来考虑。
电缆的绝对温度由电缆的环境温度加上因负载电流Iz而在电缆中消耗的能量所引起的温差来给出。为了保护电缆免受损坏甚至毁坏，绝对温度不应超过最大温度。电缆(特别是绝缘体)能够承受的最大温度以及为了使电缆温度增加一定量而在一定时间段内(例如窗口积分器所使用的时间段)需要在电缆中消耗的能量的量取决于电缆的类型。例如，在具有第一直径的电缆中，具有第一电流电平的负载电流会导致电缆温度在第一持续时间内增加第一量，而具有相同电平并且在第一持续时间内流过的负载电流会导致具有大于第一直径的第二直径的电缆中的温度增加较低。此外，与最大温度较低的电缆相比，最大温度较高的电缆可以承受较长时间的一定电流。后者相当于与最大温度较低的电缆相比，最大温度较高的电缆可以在一定时间内承受较高的电流。
基本上，保护电缆可以包括确定电缆的绝对温度，该绝对温度是环境温度加上因负载电流而在电缆中消耗的能量所导致的温差，并且当绝对温度达到电缆规定的最大温度时，关断负载电流。可以测量环境温度。保护电缆的简单方法基于这样的假定：环境温度通常不会升高到最大环境温度以上，并且当由负载电流引起的温差等于电缆规定的最大温度减去最大环境温度时，关断负载电流。由图13和图14所示的保护电路5使用该法，在该方法中滤波器输出信号S53仅表示在由窗口比较器指定的特定时间段内在电缆中消耗的能量的量。这种能量导致电缆温度升高。某一电缆可以承受哪种温度增加以及导致这种增加所需的多大能量取决于电缆的具体类型和特定的环境条件。电子电路被配置成保护不同类型的电缆，其中保护特性(其也可以被称为跳闸特性或跳闸曲线)取决于选择信号。电子电路的保护特性至少由下面将说明的比较器电路54来限定。
图15示出了比较器电路54的一个示例。在该示例中，比较器电路54包括接收滤波器输出信号S53和阈值信号STH的比较器541。在比较器541的输出端处可获得过载信号SOL。根据一个示例，如果滤波器输出信号S53高于阈值信号STH，则比较器541生成过载信号SOL，使得过载信号SOL具有过载电平。参照上述，阈值信号STH取决于选择信号SSEL，并且可以根据选择信号SSEL由选择控制电路55中包括的查找表来提供。参照上述说明，图4所示的特性曲线111、121可以通过计算Iz2·t＝c来获得，其中，c是取决于电缆的特定类型的常数。因此，图4所示的跳闸曲线110、120可以通过计算Iz2·t＝c'来获得，其中，c'是取决于要保护的电缆的特定类型的常数。参照上述，滤波器输出信号S53表示Iz2·t。取决于选择信号SSEL的阈值信号STH表示c'，使得由比较器电路54生成的过载信号SOL根据图4所示的类型的跳闸曲线来生成。多个不同的跳闸曲线通过具有不同的阈值信号STH来实现。
在图16中示出了图13至图15所示的过载检测器5的功能，图16示出了三种不同的操作情况下的滤波器输入信号S52、滤波器输出信号S53和过载信号SOL的时序图。在这些情况中的每一种情况下，在时间t0处激活(接通)一组电子开关21至2n，使得负载电流Iz流过，其中，该负载电流由滤波器输入信号S52表示。这三种操作情况在负载电流的电流电平方面不同，因此在滤波器输入信号S52的信号电平方面也不同。图16所示的第一曲线101、201示出了根据第一情况的滤波器输入信号S52和对应的滤波器输出信号S53，图16所示的第二曲线102、202示出了根据第二情况的滤波器输入信号S52和对应的滤波器输出信号S53，以及图16所示的第三曲线103、203示出了根据第三情况的滤波器输入信号S52和对应的滤波器输出信号S53。在这些情况中的每种情况下，过载检测器5使用相同的保护特性，即相同信号电平的阈值信号STH。阈值信号STH由图16所示的滤波器输出信号S53的信号图中的虚线示出。根据图16所示的第一种情况，滤波器输入信号S52从时间t0开始具有第一信号电平。借助于滤波器的积分特性，滤波器输出信号从时间t0开始增加。滤波器输出信号S53增加的速率取决于滤波器输入信号S52的信号电平。根据一个示例，该速率与滤波器输入信号S52的信号电平的平方成比例。仅出于说明的目的，滤波器输入信号S52被绘制成在时间t0之后具有恒定的信号电平。此外，假定积分器(图14中的532)为窗口积分器。在这种情况下，滤波器输出信号S53在时间t0之后的时间段TINT之后达到最大值。该时间段基本上等于积分器532对其输入信号S531[k]进行积分的(滑动)时间窗口的持续时间。在第一种情况下，负载电流Iz的电流电平使得滤波器输出信号S53没有达到阈值信号STH，使得只要支持该负载电流的电子开关组有效，该负载电流Iz就可以流动。
根据第二种情况，负载电流Iz以及因此滤波器输入信号102较高，使得滤波器输出信号S53在时间t0之后的时间段TINT内达到阈值信号STH。这导致过载检测器生成过载信号SOL的过载电平，如图16中的曲线302所示。这进而导致驱动电路禁用电子开关，负载电流Iz和滤波器输入信号S52减小到零。由于电子电路中的传播延迟，在电子开关21至2n被禁用之前，滤波器输出信号可能会超过阈值信号STH。
根据第三种情况，负载电流Iz以及滤波器输入信号S52甚至比第二种情况下更高。然而，在第三种情况下，负载电流只在一段时间内流过，该时间段太短而使滤波器输出信号S53不能达到阈值信号S53，因为例如电子开关21至2n被关断或者负载的电流消耗减少。因此，在第三种情况下，过载信号SOL保持非过载电平，并且电子开关不被禁用。
参照上述，在时间t0之后(当负载电流开始增大时)，滤波器输出信号S53的变化表示电缆温度相对于环境温度的变化。电缆温度的这种变化是由负载电流引起的。
可选地，如图13的虚线所示，选择控制电路55不仅根据选择信号SSEL来生成阈值信号STH，而且还基于选择信号SSEL来调整窗口积分器532的窗口周期的持续时间TINT。在该示例中，通过阈值信号STH和窗口周期信号ST-INT来定义保护特性，其中，窗口周期信号ST-INT由滤波器53接收，并且调整窗口周期的持续时间TINT。根据一个示例，选择控制电路55包括存储窗口周期信号ST-INT的不同电平的查找表，其中，这些不同电平与选择信号SSEL的不同电平相关联，并且基于选择信号SSEL来输出这些信号电平中的一个。
图13所示的滤波器53可以被配置成对具有特定信号范围的输入信号S52进行处理，其中，信号范围由滤波器可以处理的诸如零的最小信号电平和最大信号电平来定义。滤波器输入信号S52的信号范围由电流感测信号CSTOT的信号范围给出，其中，该信号范围例如取决于哪个(哪些)电子开关21至2n被激活。当负载Z具有低功耗(并且电缆具有低电流容量)时，存在被激活的电子开关组，而当负载Z具有高功耗(以及电缆具有高电流容量)时存在被激活的其他电子开关组。可选地，为了使电流感测信号CSTOT的信号范围适应滤波器可以处理的信号范围，过载检测器包括放大器55，放大器55连接在滤波器53上游并且被配置成通过对电流感测信号CSTOT(或信号VCS)进行放大来生成滤波器输入信号S52。可选的放大器55是可变增益放大器，其中，增益取决于从选择控制电路55接收的增益信号SGAIN。选择控制电路55可以被配置成根据选择信号SSEL来提供增益信号SGAIN，使得过载检测器5中实现的每个保护特性还由放大器55的增益限定。
图17示出了图15所示的比较器电路54的变型。在该示例中，比较器电路54不仅接收滤波器输出信号S53，而且还接收表示负载电流Iz的滤波器输入信号S52。该滤波器输入信号S52由另一比较器543接收。该另一比较器543还接收表示允许流经相应电缆的最大负载电流(参见图4中的IMAX1、IMAX2)的另一阈值信号STH2。该另一阈值信号STH2可以由选择控制电路55基于选择信号SSEL来提供，如图13的虚线所示。逻辑门545接收来自第一比较器541的输出信号S541和来自第二比较器543的输出信号S543，并且如果第一比较器541的输出信号S541指示滤波器输出信号S53高于另一阈值信号STH2以及/或者第二比较器543指示电流感测信号S52高于最大信号S544，则生成过载信号SOL，使得过载信号SOL具有过载电平
参照图18，除了第二比较器543以外，比较器电路54还可以包括接收温度信号STEMP的第三比较器546。该温度信号可以由温度传感器(图中未示出)生成并且表示电子开关21至2n中的至少一个的温度。根据一个示例，温度信号STEMP表示各个电子开关21至2n的温度的最大值。根据一个示例，这些电子开关被集成在一个半导体管芯中。在该示例中，温度信号STEMP表示半导体管芯的温度或每个开关的位置处的温度。第三比较器546将温度信号STEMP与温度阈值信号STEMP_TH进行比较。该温度阈值信号STEMP_TH表示电子开关的最大容许温度。逻辑门545接收来自第三比较器546的输出信号S546，并根据该信号S546生成过载信号SOL，使得当比较器输出信号S546指示由温度信号STEMP表示的温度高于由信号STEMP_TH表示的温度阈值时，过载信号SOL具有过载电平。
除了比较器543、546以外，参照图19，比较器电路54还可以包括另一比较器547，其接收表示电子电路的负载路径11-12两端的电压的信号SVDS。第四比较器547将该电压与阈值信号SVDS_TH进行比较。逻辑门545接收来自第四比较器547的输出信号，并且如果第四比较器547的输出信号S547指示负载路径电压VDS高于由信号SVDS_TH表示的阈值，则生成过载信号SOL的过载电平。电子电路的负载路径电压可以通过传统的电压测量电路(图中未示出)来测量。
下面的示例可以示出本公开内容的一个或更多个方面。
示例1：一种电子电路，包括：多个电子开关，每个所述电子开关包括负载路径和控制节点，其中，所述负载路径并联连接在所述电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间；电流感测电路，被配置成感测所述第一负载节点和所述第二负载节点之间的负载电流并且生成表示所述负载电流的电流感测信号；驱动电路，被配置成基于至少一个输入信号来驱动所述多个电子开关；以及过载检测器。所述过载检测器被配置成：接收所述电流感测信号和选择信息，以及根据所述电流感测信号和所述选择信息来生成过载信号。
示例2：根据示例1所述的电子电路，其中，所述驱动电路被配置成接收所述过载信号并且当所述过载信号指示已经检测到过载情况时禁用所述多个电子开关。
示例3：根据示例1和2的任一项所述的电子电路，其中，所述过载检测器包括：滤波器，被配置成基于对滤波器输入信号进行滤波来生成滤波器输出信号；以及比较器电路，被配置成将所述滤波器输出信号与阈值信号进行比较并基于所述比较来生成所述过载信号，其中，所述滤波器输入信号取决于所述电流感测信号，以及其中，所述阈值信号取决于所述选择信息。
示例4：根据示例3所述的电子电路，其中，所述滤波器包括被配置成对取决于所述滤波器输入信号的积分器输入信号进行积分的积分器。
示例5：根据示例4所述的电子电路，其中，所述积分器输入信号取决于所述滤波器输入信号的平方。
示例6：根据示例4和5的任一项所述的电子电路，其中，所述积分器是被配置成在时间窗口上对所述积分器输入信号进行积分的窗口积分器。
示例7：根据示例6所述的电子电路，其中，所述时间窗口的持续时间取决于所述选择信息。
示例8：根据示例3至7的任一项所述的电子电路，其中，所述过载检测器还包括：可变增益放大器，被配置成接收所述电流感测信号并且通过对所述电流感测信号进行放大来生成所述滤波器输入信号，其中，所述可变增益放大器的增益取决于所述选择信息。
示例9：根据示例1至8的任一项所述的电子电路，其中，所述多个电子开关具有基本上相同的导通电阻。
示例10：根据示例1至9的任一项所述的电子电路，其中，所述多个电子开关中的至少两个具有不同的导通电阻。
示例11：根据示例1至10的任一项所述的电子电路，其中，所述驱动电路被配置成接收多个输入信号，
其中，所述多个输入信号中的每一个与所述多个电子开关中的对应一个相关联，以及其中，所述驱动电路被配置成基于对应的输入信号来驱动所述多个电子开关中的每一个。
示例12：根据示例11所述的电子电路，还包括：选择信号发生器，被配置成接收所述多个输入信号并且基于所述多个输入信号来生成所述选择信息的至少一部分。
示例13：根据示例1至12的任一项所述的电子电路，其中，电流感测电路包括：多个电流传感器，其中，所述多个电流传感器中的每一个被配置成感测通过所述多个电子开关中的对应一个的电流并且生成开关电流感测信号；以及加法器，被配置成从所述多个电流传感器中的每一个接收所述开关电流感测信号并且基于所接收的开关电流感测信号来生成所述电流感测信号。
示例14：根据示例13所述的电子电路，其中，所述多个电子开关中的每一个包括负载晶体管，以及其中，所述多个电流传感器中的每一个包括与对应的电子开关的负载晶体管耦接的感测晶体管。
示例15：根据示例13所述的电子电路，其中，所述多个电流传感器中的每一个包括分流电阻器。
示例16：一种用于操作电子电路的方法，包括：基于至少一个输入信号来驱动在所述电子电路中的多个电子开关，其中，所述多个电子开关中的每一个包括负载路径和控制节点，以及其中，所述负载路径并联连接在所述电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间；基于感测所述第一负载节点和所述第二负载节点之间的负载电流来生成电流感测信号；以及根据所述电流感测信号和选择信息来生成过载信号。
示例17：根据示例16所述的方法，还包括：当所述过载信号指示已经检测到过载情况时禁用所述多个电子开关。
示例18：根据示例16和17的任一项所述的方法，其中，生成所述过载信号包括：基于对滤波器输入信号进行滤波来生成滤波器输出信号，其中，所述滤波器输入信号取决于所述电流感测信号；以及将所述滤波器输出信号与阈值信号进行比较并基于所述比较来生成所述过载信号，其中，所述阈值信号取决于所述选择信息。
示例19：根据示例18所述的方法，其中，生成所述滤波器输出信号包括对取决于所述滤波器输入信号的积分器输入信号进行积分。
示例20：根据示例19所述的方法，其中，所述积分器输入信号取决于所述滤波器输入信号的平方。
示例21：根据示例19和20的任一项所述的方法，其中，所述积分包括在时间窗口上对所述积分器输入信号进行积分。
示例22：根据示例21所述的方法，其中，所述时间窗口的持续时间取决于所述选择信息。
示例23：根据示例18至22的任一项所述的方法，其中，生成所述过载信号还包括：通过使用在所述电子电路中的可变增益放大器对所述电流感测信号进行放大来生成所述滤波器输入信号，
其中，所述可变增益放大器的增益取决于所述选择信息。
示例24：根据示例16至23的任一项所述的方法，其中，所述多个电子开关具有基本上相同的导通电阻。
示例25：根据示例16至24的任一项所述的方法，其中，所述多个电子开关中的至少两个具有不同的导通电阻。
示例26：根据示例16至25的任一项所述的方法，其中，所述至少一个输入信号包括多个输入信号，其中，所述多个输入信号中的每一个与所述多个电子开关中的对应一个相关联，以及其中，驱动所述多个电子开关包括基于对应的输入信号来驱动多个电子开关中的每一个。
示例27：根据示例16至26的任一项所述的方法，还包括：基于所述多个输入信号来生成所述选择信息的至少一部分。
虽然已经公开了本发明的各种示例性实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显见的是，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下进行各种变化和修改，这些改变和修改将实现本发明的一些优点。对于本领域的那些相当熟练的技术人员来说显见的是，执行相同功能的其他部件可以被适当地替换。应该指出的是，参照具体图说明的特征可以与其他图的特征组合，即使在没有明确提及的情况下也是如此。此外，本发明的方法可以使用适当的处理器指令全部以软件实现方式，或者以利用硬件逻辑和软件逻辑的组合的混合实现方式中来实现，以达到相同的结果。本发明构思的这种修改意在由所附权利要求覆盖。
为了便于描述，使用诸如“在...之下”、“在...下方”、“低于”，“在...之上”、“上部”等的空间相对术语来说明一个元件相对于第二元件的定位。这些术语旨在包括除了在附图中描绘的不同方位之外的装置的不同方位。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各种元件、区域、部分等，并且也不旨在是限制性的。在整个说明书中，相同的术语指代相同的元件。
如本文中所使用的，术语“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是开放式术语，其指示存在所陈述的要素或特征，但不排除另外的要素或特征。除非上下文另外明确指出，否则冠词“一”，“一个”和“该”旨在包括复数以及单数。
考虑到上述变化和应用范围，应当理解，本发明不受前面的描述的限制，也不受附图的限制。相反，本发明仅由随附的权利要求及其法定等同方案限制。

Claims (27)

1.一种电子电路，包括：
多个电子开关，每个所述电子开关包括负载路径和控制节点，其中，所述负载路径并联连接在所述电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间；
电流感测电路，被配置成感测所述第一负载节点和所述第二负载节点之间的负载电流并且生成表示所述负载电流的电流感测信号；
驱动电路，被配置成基于至少一个输入信号来驱动所述多个电子开关；以及
过载检测器，
其中，所述过载检测器被配置成：
接收所述电流感测信号和选择信息，其中，所述选择信息被包括在所述至少一个输入信号中并且指示所述多个电子开关中的将被导通的电子开关，以及
根据所述电流感测信号和所述选择信息来生成过载信号。
2.根据权利要求1所述的电子电路，
其中，所述驱动电路被配置成接收所述过载信号并且当所述过载信号指示已经检测到过载情况时禁用所述多个电子开关。
3.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述过载检测器包括：
滤波器，被配置成基于对滤波器输入信号进行滤波来生成滤波器输出信号；以及
比较器电路，被配置成将所述滤波器输出信号与阈值信号进行比较并基于所述比较来生成所述过载信号，
其中，所述滤波器输入信号取决于所述电流感测信号，以及
其中，所述阈值信号取决于所述选择信息。
4.根据权利要求3所述的电子电路，其中，所述滤波器包括被配置成对取决于所述滤波器输入信号的积分器输入信号进行积分的积分器。
5.根据权利要求4所述的电子电路，其中，所述积分器输入信号取决于所述滤波器输入信号的平方。
6.根据权利要求4所述的电子电路，其中，所述积分器是被配置成在时间窗口上对所述积分器输入信号进行积分的窗口积分器。
7.根据权利要求6所述的电子电路，其中，所述时间窗口的持续时间取决于所述选择信息。
8.根据权利要求3所述的电子电路，其中，所述过载检测器还包括：
可变增益放大器，被配置成接收所述电流感测信号并且通过对所述电流感测信号进行放大来生成所述滤波器输入信号，
其中，所述可变增益放大器的增益取决于所述选择信息。
9.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述多个电子开关具有基本上相同的导通电阻。
10.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述多个电子开关中的至少两个具有不同的导通电阻。
11.根据权利要求1所述的电子电路，
其中，所述驱动电路被配置成接收多个输入信号，
其中，所述多个输入信号中的每一个与所述多个电子开关中的对应一个相关联，以及
其中，所述驱动电路被配置成基于对应的输入信号来驱动所述多个电子开关中的每一个。
12.根据权利要求11所述的电子电路，还包括：
选择信号发生器，被配置成接收所述多个输入信号并且基于所述多个输入信号来生成所述选择信息的至少一部分。
13.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述电流感测电路包括：
多个电流传感器，其中，所述多个电流传感器中的每一个被配置成感测通过所述多个电子开关中的对应一个的电流并且生成开关电流感测信号，以及
加法器，被配置成从所述多个电流传感器中的每一个接收所述开关电流感测信号并且基于所接收的开关电流感测信号来生成所述电流感测信号。
14.根据权利要求13所述的电子电路，
其中，所述多个电子开关中的每一个包括负载晶体管，以及
其中，所述多个电流传感器中的每一个包括与对应的电子开关的负载晶体管耦接的感测晶体管。
15.根据权利要求13所述的电子电路，
其中，所述多个电流传感器中的每一个包括分流电阻器。
16.一种用于操作电子电路的方法，包括：
基于至少一个输入信号来驱动在所述电子电路中的多个电子开关，其中，所述多个电子开关中的每一个包括负载路径和控制节点，以及其中，所述负载路径并联连接在所述电子电路的第一负载节点和第二负载节点之间；
基于感测在所述第一负载节点和所述第二负载节点之间的负载电流来生成电流感测信号；以及
根据所述电流感测信号和选择信息来生成过载信号，其中，所述选择信息被包括在所述至少一个输入信号中并且指示所述多个电子开关中的将被导通的电子开关。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
当所述过载信号指示已经检测到过载情况时禁用所述多个电子开关。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，生成所述过载信号包括：
基于对滤波器输入信号进行滤波来生成滤波器输出信号，其中，所述滤波器输入信号取决于所述电流感测信号；以及
将所述滤波器输出信号与阈值信号进行比较并基于所述比较来生成所述过载信号，其中，所述阈值信号取决于所述选择信息。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中，生成所述滤波器输出信号包括对取决于所述滤波器输入信号的积分器输入信号进行积分。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述积分器输入信号取决于所述滤波器输入信号的平方。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述积分包括在时间窗口上对所述积分器输入信号进行积分。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述时间窗口的持续时间取决于所述选择信息。
23.根据权利要求18所述的方法，其中，生成所述过载信号还包括：
通过使用在所述电子电路中的可变增益放大器对所述电流感测信号进行放大来生成所述滤波器输入信号，
其中，所述可变增益放大器的增益取决于所述选择信息。
24.根据权利要求16所述的方法，其中，所述多个电子开关具有基本上相同的导通电阻。
25.根据权利要求16所述的方法，其中，所述多个电子开关中的至少两个具有不同的导通电阻。
26.根据权利要求16所述的方法，
其中，所述至少一个输入信号包括多个输入信号，
其中，所述多个输入信号中的每一个与所述多个电子开关中的对应一个相关联，以及
其中，驱动所述多个电子开关包括基于对应的输入信号来驱动所述多个电子开关中的每一个。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括：
基于所述多个输入信号来生成所述选择信息的至少一部分。
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