CN115313318A - 用于电子元件的过温保护的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于电子元件的过温保护的装置及方法，电子元件内部包含功率级器件。该装置包括：第一温度检测电路，第一温度检测电路被配置为检测电子元件内部的第一位置的温度以获得表示第一位置的温度的第一电压；第二温度检测电路，第二温度检测电路被配置为检测电子元件内部的第二位置的温度以获得表示第二位置的温度的第二电压，其中，第一位置与功率级器件之间的距离小于第二位置与功率级器件之间的距离；以及瞬时过温判定电路，瞬时过温判定电路被配置为根据第一电压和第二电压来判定功率级器件是否瞬时过温，并且输出瞬时过温判定结果。本公开可以监控电子元件内部的功率级器件是否瞬时过温，从而避免电子元件受到热冲击损伤。

Description

用于电子元件的过温保护的装置及方法

技术领域

本公开总体上涉及电子元件，并具体地涉及用于电子元件的过温保护的装置及方法。

背景技术

在常规的电子元件(例如，用于电源、驱动和控制等的芯片)过温保护技术方案中，当电子元件绝对温度超过限定值时，判定电子元件绝对过温，电子元件将会停止工作，以避免电子元件因过热而烧毁。然而，常规的电子元件过温保护技术方案仅考虑电子元件整体的绝对温度是否超过限定值，而不能监控电子元件内部的功率级器件温度变化的快慢。实际上，如果电子元件内部的功率级器件温度快速升高，即使绝对温度不是很高，仍很容易对电子元件造成热冲击损伤。

综上，常规的电子元件过温保护技术方案的不足之处在于：无法监控电子元件内部的功率级器件是否瞬时过温，进而无法避免电子元件受到热冲击损伤。

发明内容

本公开提供一种用于电子元件的过温保护的装置及方法，能够监控电子元件内部的功率级器件是否瞬时过温，从而避免电子元件受到热冲击损伤。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于电子元件的过温保护的装置，电子元件内部包含功率级器件，装置包括：第一温度检测电路，第一温度检测电路被配置为检测电子元件内部的第一位置的温度以获得表示第一位置的温度的第一电压；第二温度检测电路，第二温度检测电路被配置为检测电子元件内部的第二位置的温度以获得表示第二位置的温度的第二电压，其中，第一位置与功率级器件之间的距离小于第二位置与功率级器件之间的距离；以及瞬时过温判定电路，瞬时过温判定电路被配置为根据第一电压和第二电压来判定功率级器件是否瞬时过温，以用于输出瞬时过温判定结果。

在一些实施例中，瞬时过温判定结果被用于控制电子元件的工作状态。

在一些实施例中，第一温度检测电路包括：第一温度传感电路、第一电阻器、第一节点和第一电流源，并且其中，第一温度传感电路的第一端连接第一电压端，第一温度传感电路的第二端连接第一电阻器的第一端，第一电阻器的第二端连接第一节点，第一节点连接第一电流源的第一端，第一电流源的第二端连接第二电压端，第一节点处的电压为第一电压；并且第二温度检测电路包括：第二温度传感电路、第二电阻器、第二节点和第二电流源，并且，第二温度传感电路的第一端连接第一电压端，第二温度传感电路的第二端连接第二电阻器的第一端，第二电阻器的第二端连接第二节点，第二节点连接第二电流源的第一端，第二电流源的第二端连接第二电压端，第二节点处的电压为第二电压。

在一些实施例中，第一温度传感电路包括第一子温度传感器和第二子温度传感器，第二温度传感电路包括第三子温度传感器和第四子温度传感器。

在一些实施例中，瞬时过温判定电路包括第一比较器，第一比较器的同相端接收第一电压，第一比较器的反相端接收第二电压，第一比较器被配置为将第一电压和第二电压进行比较，并输出第一比较结果以指示功率级器件是否瞬时过温。

在一些实施例中，装置被配置为使得在功率级器件瞬时过温时第一比较器输出的第一比较结果翻转以指示功率级器件瞬时过温。

在一些实施例中，第一温度传感电路和第二温度传感电路被配置为电气和温度特性相同，第一电流源的输出电流和第二电流源的输出电流被配置为相等，第一电阻器的电阻值被配置为大于第二电阻器的电阻值固定值，使得在功率级器件瞬时过温时第一比较器输出的第一比较结果翻转以指示功率级器件瞬时过温。

在一些实施例中，用于电子元件的过温保护的装置还包括：绝对过温判定电路，绝对过温判定电路被配置为根据第一电压来判定功率级器件是否绝对过温，并输出绝对过温判定结果。

在一些实施例中，绝对过温判定电路包括第二比较器，第二比较器的同相端接收第一电压，第二比较器的反相端接收基准电压，第二比较器被配置为将第一电压和基准电压进行比较，并输出第二比较结果以指示功率级器件是否绝对过温。

在一些实施例中，绝对过温判定电路还包括：第三电阻器、第三节点和第三电流源，并且，第三电阻器的第一端连接第一电压端，第三电阻器的第二端连接第三节点，第三节点连接第三电流源的第一端，第三电流源的第二端连接第二电压端，第三节点处的电压为基准电压。

根据本公开的第二方面，还提供了一种用于电子元件的过温保护的方法。该方法包括：获取来自本公开第一方面的装置的瞬时过温判定结果；确定瞬时过温判定结果指示功率级器件是否瞬时过温；响应于确定瞬时过温判定结果指示功率级器件瞬时过温，使得电子元件停止工作；响应于确定瞬时过温判定结果指示功率级器件未瞬时过温，确定电子元件是否处于停止工作状态；以及响应于确定电子元件处于停止工作状态，使得电子元件开始工作。

根据本公开的第三方面，还提供了一种用于电子元件的过温保护的方法。该方法包括：获取用于表征电子元件内部的第一位置处的温度的第一检测数据；获取用于表征电子元件内部的第二位置处的温度的第二检测数据，第一位置与功率级器件之间的距离小于第二位置与功率级器件之间的距离；基于第一检测数据和第二检测数据，生成用于指示功率级器件是否瞬时过温的瞬时过温判定结果；以及输出瞬时过温判定结果。

在一些实施例中，基于第一检测数据和第二检测数据，生成用于指示功率级器件是否瞬时过温的瞬时过温判定结果还包括：基于第一检测数据，确定第一位置处的温度在第一预定时间间隔内的变化率是否大于或者等于第一阈值；响应于确定第一位置处的温度在第一预定时间间隔内的变化率大于或者等于第一阈值，确定第二位置处的温度在第二预定时间间隔内的变化率是否小于或者等于第二阈值；以及响应于确定第二位置处的温度在第二预定时间间隔内的变化率小于或者等于第二阈值，确定功率级器件瞬时过温。

提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或主要特征，也无意限制本公开的范围。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1图示了根据本公开实施例的一种电子元件的版图的示意图。

图2图示了本公开实施例提供的一种用于电子元件的过温保护的装置的示意框图。

图3图示了根据本公开实施例的用于电子元件的过温保护的装置的一个示例的示意图。

图4图示了根据本公开实施例的瞬时过温判定结果的一个示例的示意图。

图5图示了根据本公开实施例的用于电子元件的过温保护的装置的另一个示例的示意图。

图6图示了根据本公开实施例的绝对过温判定结果的一个示例的示意图。

图7图示了在使用本公开实施例所提供的用于电子元件的过温保护的装置的情况下功率级器件的温度变化曲线的一个示例。

图8图示了本公开至少一实施例提供的一种用于电子元件的过温保护的方法的流程图。

图9A图示了本公开至少一实施例提供的一种用于电子元件的过温保护的方法的流程图。

图9B图示了图9A的方法的一个示例的流程图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

下面通过几个具体的实施例对本公开进行说明。为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，可省略已知功能和已知部件的详细说明。当本公开实施例的任一部件在一个以上的附图中出现时，该部件在每个附图中由相同的参考标号表示。

如前文所描述，常规的电子元件过温保护技术方案仅考虑电子元件整体的绝对温度是否超过限定值，而不能避免电子元件内的功率级器件温度快速升高给电子元件造成热冲击损伤。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种用于电子元件的过温保护的方案。该方案考虑电子元件内的功率级器件的温度的快速升高，检测电子元件内部的距功率级器件不同距离的两个位置的温度，以通过判定这两个位置的温度的相对变化来判定功率级器件温度随时间的变化率是否超过限定值(即是否瞬时过温)，因此，本公开能够监控电子元件内部的功率级器件是否瞬时过温，从而避免电子元件受到热冲击损伤。

进一步的，本公开可以响应于功率级器件瞬时过温而控制电子元件停止工作，响应于功率级器件温度下降一定值后而控制电子元件恢复工作，如此反复，从而将热冲击控制在电子元件可承受的范围内，更加有效地避免电子元件受到热冲击损伤。

下面结合附图对本公开所提出的用于电子元件的过温保护的装置及方法进行详细说明。

本公开提供了一种用于电子元件的过温保护的装置。电子元件内部包含功率级器件，功率级器件指能够驱动大电流(例如，几百毫安到几安培)的器件。例如，电子元件可以是用于电源、驱动和控制等的芯片。又例如，电子元件可以是内部包含功率级器件的其他元件。例如，功率级器件可以是场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)或双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)等，本公开的实施例对此不作限制。

例如，图1图示了一种根据本公开实施例的电子元件的版图的示意图。在图1中，电子元件100包含功率级器件106。需要说明的是，为方便描述，图1中仅示出了1个功率级器件，实际上电子元件100可以取决于实际情况而包含多个功率级器件，本公开对此不作限制。图1中的x轴、y轴以及原点O形成坐标系，以用于定位电子元件100内部的各个位置。例如，x轴和y轴互相垂直，x轴和y轴的单位为微米。需要说明的是，x轴和y轴可以取决于实际情况而选择具体的方向和单位，本公开对此不作限制。例如，在图1中，电子元件100还包含其他电路或器件108。需要说明的是，本公开对电子元件100内的其他电路或器件108的位置、数量和类型不作限制。

例如，图2图示了本公开至少一实施例提供的一种用于电子元件的过温保护的装置的示意框图。例如，电子元件为图1所示的电子元件100，电子元件内部包含功率级器件106。如图2所示，用于电子元件的过温保护的装置200包括：第一温度检测电路210、第二温度检测电路220和瞬时过温判定电路230。

例如，第一温度检测电路210被配置为检测电子元件内部的第一位置的温度以获得表示第一位置的温度的第一电压。例如，第一位置可以为电子元件内的功率级器件附近的位置。例如，第一位置可以为电子元件内的功率级器件本身的位置。又例如，第一位置可以为图1中的位置102。例如，位置102的x-y轴坐标为(1500，100)。需要说明的是，第一电压仅是示例性的，第一温度检测电路210可以取决于实际情况而被配置为检测电子元件内部的第一位置的温度以获得表示第一位置的温度的其他参数，本公开对此不作限制。例如，该其他参数可以为表示温度的电流。又例如，该其他参数可以为表示温度的比特值。

例如，第二温度检测电路220被配置为检测电子元件内部的第二位置的温度以获得表示第二位置的温度的第二电压，第一位置与功率级器件之间的距离小于第二位置与功率级器件之间的距离。例如，第二位置可以为远离功率级器件的位置。又例如，第二位置可以为图1中的位置104。例如，位置104的x-y轴坐标为(1500，2100)。例如，在第一位置为位置102且第二位置为位置104的情况下，第一位置与第二位置之间的距离为2000微米，且第一位置与功率级器件106之间的距离小于第二位置与功率级器件106之间的距离。需要说明的是，第二电压仅是示例性的，第二温度检测电路220可以取决于实际情况而被配置为检测电子元件内部的第二位置的温度以获得表示第二位置的温度的其他参数，本公开对此不作限制。例如，该其他参数可以为表示温度的电流。又例如，该其他参数可以为表示温度的比特值。

另外，需要说明的是，第一温度检测电路210和第二温度检测电路220中的“第一”和“第二”仅旨在说明温度检测电路分别检测第一位置和第二位置这两个不同位置的温度，并不是限定第一温度检测电路210和第二温度检测电路220为位于不同位置处的两个不同温度检测电路。实际上，第一温度检测电路210和第二温度检测电路220也可以为同一个温度检测电路。例如，红外温度检测电路可以远程检测不同位置的温度，而无需分别靠近不同位置。

例如，瞬时过温判定电路230被配置为接收来自第一温度检测电路210的第一电压，接收来自第二温度检测电路220的第二电压，根据第一电压和第二电压来判定功率级器件是否瞬时过温，并且输出瞬时过温判定结果。例如，在图1所示的电子元件100的示例中，如果功率级器件106的温度在短时间内快速升高，则第一位置(例如，功率级器件106本身的位置或位置102)的温度在短时间内将随之快速升高(或者第一位置处的温度在第一预定时间内的温度变化率大于或者等于第一阈值)，而由于温度传递的时延，第二位置(例如，远离功率级器件106的位置或位置104)的温度在短时间内可以认为不变(或者第二位置处的温度在第二预定时间内的温度变化率小于或者等于第二阈值)，在这种情况下，可以根据第一位置的温度和第二温度的上述相对变化来判定功率级器件瞬时过温。

因此，本公开实施例所提供的装置可以检测电子元件内部的功率级器件是否瞬时过温，以使得可以在功率级器件瞬时过温的情况下情况对电子元件进行控制，从而避免功率级器件的瞬时过温使得电子元件受到热冲击损伤。

例如，在本公开实施例的一个示例中，瞬时过温判定结果被用于控制电子元件的工作状态。例如，响应于瞬时过温判定结果指示功率级器件瞬时过温，电子元件停止工作；在电子元件停止工作的情况下，响应于瞬时过温判定结果指示功率级器件未瞬时过温，电子元件开始工作。在这种情况下，功率级器件瞬时过温时电子元件停止工作，不再产生大量热量，避免电子元件受到热冲击损伤；当功率级器件温度下降一定值之后(即瞬时过温判定结果指示功率级器件未瞬时过温)电子元件恢复工作，通过如此反复可以将热冲击控制在电子元件可承受的范围内。

例如，在本公开实施例的一个示例中，第一温度检测电路210包括第一温度传感电路212、第一电阻器r1、第一节点INP和第一电流源Is1，并且，第一温度传感电路212的第一端连接第一电压端(高电平电压端)，第一温度传感电路212的第二端连接第一电阻器r1的第一端，第一电阻器r1的第二端连接第一节点INP，第一节点INP连接第一电流源Is1的第一端，第一电流源Is1的第二端连接第二电压端(低电平电压端，例如地)，第一节点INP处的电压为第一电压。例如，第二温度检测电路220包括第二温度传感电路222、第二电阻器r2、第二节点INN和第二电流源Is2，并且，第二温度传感电路222的第一端连接第一电压端(高电平电压端)，第二温度传感电路222的第二端连接第二电阻器r2的第一端，第二电阻器r2的第二端连接第二节点INN，第二节点INN连接第二电流源Is2的第一端，第二电流源Is2的第二端连接第二电压端(低电平电压端，例如地)，第二节点INN处的电压为第二电压。

需要说明的是，上述第一电压端为高电平电压端，第二电压端为低电平电压端仅是示例性的，而不是对本公开的限制。例如，第一电压端可以为低电平电压端，第二电压端可以为高电平电压端。

需要说明的是，在本公开的实施例中，第一节点INP、第二节点INN不限于实际存在的部件，可以是表示电路图中相关电连接的汇合点，也可以是一条导线，或连接到一起的多条导线(具有相同的电压)，本公开的实施例对此不作限制。

还需要说明的是，上述第一温度传感电路212、第一电阻器r1、第一节点INP、第一电流源Is1、第二温度传感电路222、第二电阻器r2、第二节点INN和第二电流源Is2中的每一者并未限定具体元件的个数。例如，第一电阻器r1或第二电阻器r2中的每一者可以包括1个电阻器，或者可以包括串联或并联的多个电阻器。例如，第一温度传感电路212和第二温度传感电路222中的每一者可以包括多个子温度传感器。例如，第一温度传感电路212包括第一子温度传感器和第二子温度传感器，第二温度传感电路222包括第三子温度传感器和第四子温度传感器。例如，温度传感器可以为二极管。

例如，图3图示了根据本公开实施例的用于电子元件的过温保护的装置的一个示例的示意图。在图3所示的示例中，电子元件内部包含功率级器件FET，第一温度检测电路210包括二极管d1和d2、第一电阻器r1、第一节点INP和第一电流源Is1；第二温度检测电路220包括二极管d3和d4、第二电阻器r2、第二节点INN和第二电流源Is2，其中二极管d1和d2在功率级器件FET附近，二极管d3和d4远离功率级器件FET。例如，在图3所示的示例中，第一电阻器r1、第一电流源Is1、第二电阻器r2和第二电流源Is2也远离功率级器件，以避免功率级器件短时间内温度快速升高所带来的影响。在图3所示的示例中，第一温度传感电路212实现为二极管d1和d2，其中，第一子温度传感器例如为二极管d1，第二子温度传感器例如为二极管d2。第一电压端例如为图2中电压端VDD。第一电流源Is1的第二端连接第二电压端，例如，第一电流源Is1接地。第一电压例如为第一节点INP处的电压V_INP。第二温度传感电路222例如实现为二极管d3和d4，其中，第三子温度传感器例如为二极管d3，第四子温度传感器例如为二极管d4。第一电压端例如为电压端VDD，第二电流源Is2的第二端连接第二电压端，例如，第二电流源Is2接地。第二电压例如为第二节点INN处的电压V_INN。

例如，在图3所示的示例中，第一节点INP处的电压V_INP可以导出为：

V_INP＝VDD-Iref×R1-V_d12， (1)

其中，Iref为第一电流源Is1的输出电流，R1为第一电阻器r1的电阻值，V_d12为二极管d1和d2两者构成的第一温度传感电路212两端的电压。

第二节点INN处的电压V_INN可以导出为：

V_INN＝VDD-Iref×R2-V_d34， (2)

其中，Iref为第二电流源Is2的输出电流，R2为第二电阻器r2的电阻值，V_d34为二极管d3和d4两者构成的第二温度传感电路222两端的电压。

第一节点INP处的电压V_INP和第二节点INN处的电压V_INN之间的差值可以导出为：

V_INP-V_INN＝Iref×(R2-R1)+(V_d34-V_d12)。 (3)

需要说明的是，为方便讨论，在本示例中，假设第一电流源Is1和第二电流源Is2的输出电流均为Iref，并假设二极管d1、d2、d3和d4的电气和温度特性相同。实际中，第一电流源Is1和第二电流源Is2的输出电流可以不同，并且二极管d1、d2、d3和d4的电气和温度特性可以不同，本公开对此不作限制。

对于等式(1)至(3)，进一步假设R1>R2，即，第一电阻器r1的电阻值大于第二电阻器r2的电阻值。在二极管d1、d2构成的第一温度传感电路212和二极管d3、d4构成的第二温度传感电路222均处于相同的室温(例如，电子元件未工作或停止工作一段时间后)的情况下，二极管d1和d2两者构成的第一温度传感电路212两端的电压V_d12等于二极管d3和d4两者构成的第二温度传感电路222两端的电压V_d34，第一节点INP处的电压V_INP小于第二节点INN处的电压V_INN，第一节点INP处的电压V_INP和第二节点INN处的电压V_INN之间的差值小于零。在功率级器件FET的温度短时间内快速升高的情况下，FET附近的二极管d1和d2的正向导通电压由于二极管的负温度特性可以随温度升高而下降(即，V_d12短时间内快速减小)，第一节点INP处的电压V_INP快速增大，而远离FET的二极管d3和d4的正向导通电压由于温度传递的时延可以短时间认为不变(即，V_d34短时间内可以认为保持不变)，第二节点INN处的电压V_INN短时间内可以认为不变，这种情况下第一节点INP处的电压V_INP逐渐接近第二节点INN处的电压V_INN、甚至超过第二节点INN处的电压V_INN。因此，可以根据第一节点INP处的电压V_INP和第二节点INN处的电压V_INN的相对变化(例如，第一节点INP处的电压V_INP和第二节点INN处的电压V_INN之间的差值的变化趋势)来判定功率级器件是否瞬时过温。

需要说明的是，在温度于有限范围内变化时，二极管的正向导通电压的变化也有限。在本公开的示例中，第一温度传感电路212和第二温度传感电路222中的每一者均包括2个二极管，使得第一温度传感电路212的正向导通电压和第二温度传感电路222的正向导通电压两者随温度的变化更为明显，从而使得在功率级器件FET的温度短时间内快速升高的情况下，第一节点INP处的电压V_INP和第二节点INN处的电压V_INN的相对变化更为明显，以便于提高判定功率级器件是否瞬时过温的准确性，例如，在本公开中后续描述的通过比较器输出的比较结果翻转来指示功率级器件瞬时过温的示例中，可以减小比较结果误翻转的概率。

例如，在本公开实施例的一个示例中，瞬时过温判定电路230包括第一比较器，第一比较器的同相端接收第一电压，第一比较器的反相端接收第二电压，第一比较器被配置为将第一电压和第二电压进行比较，并输出第一比较结果以指示功率级器件是否瞬时过温。

例如，在图3所示的示例中，瞬时过温判定电路230包括第一比较器CMP1，第一比较器CMP1的同相端接收第一节点INP处的电压V_INP，第一比较器CMP1的反相端接收第二节点INN处的电压V_INN，第一比较器CMP1被配置为将第一节点INP处的电压V_INP和第二节点INN处的电压V_INN进行比较，并输出第一比较结果OT1以指示功率级器件是否瞬时过温。需要说明的是，在本示例中，使用比较器将第一节点INP处的电压V_INP和第二节点INN处的电压V_INN进行比较仅是示例性的，而不是对本公开的限制，可以取决于实际情况而使用其他比较电路将第一节点INP处的电压V_INP和第二节点INN处的电压V_INN进行比较。

例如，在本公开实施例的一个示例中，装置被配置为使得在功率级器件瞬时过温时第一比较器输出的第一比较结果翻转以指示功率级器件瞬时过温。例如，在图3所示的示例中，装置被配置为使得在功率级器件FET瞬时过温时第一比较器CMP1输出的第一比较结果OT1翻转以指示功率级器件瞬时过温。

例如，结合等式(1)至(3)所讨论的，假设R1>R2，在功率级器件FET的温度短时间内快速升高的情况下，第一节点INP处的电压V_INP逐渐接近第二节点INN处的电压V_INN、甚至超过第二节点INN处的电压V_INN，因此通过对上述用于过温保护的装置进行适当的配置，可以使得功率级器件FET瞬时过温时，第一节点INP处的电压V_INP等于第二节点INN处的电压V_INN，之后第一节点INP处的电压V_INP大于第二节点INN处的电压V_INN，进而通过第一比较器CMP1输出的第一比较结果OT1翻转来指示功率级器件瞬时过温。

例如，图4图示了根据本公开实施例的瞬时过温判定结果的一个示例的示意图。在图4所示的示例中，随着功率级器件FET的温度短时间内快速升高，第一节点INP处的电压V_INP逐渐接近第二节点INN处的电压V_INN，并在功率级器件FET瞬时过温时，第一节点INP处的电压V_INP等于第二节点INN处的电压V_INN，之后第一节点INP处的电压V_INP大于第二节点INN处的电压V_INN，第一比较器CMP1输出的第一比较结果OT1在功率级器件FET瞬时过温时翻转以指示功率级器件瞬时过温。

例如，在公开实施例的一个示例中，第一温度传感电路212和第二温度传感电路222被配置为电气和温度特性相同，第一电流源Is1的输出电流和第二电流源Is2的输出电流被配置为相等，第一电阻器r1的电阻值R1被配置为大于第二电阻器r2的电阻值R2固定值，使得在功率级器件瞬时过温时第一比较器CMP1输出的第一比较结果OT1翻转以指示功率级器件FET瞬时过温。

例如，在本公开的实施例的一个示例中，可以预设功率级器件瞬时过温时第一位置的温度和第二位置的温度之间的差值，并基于该差值和二极管的温度特性确定V_d34-V_d12，进而根据等式(3)确定Iref、R1和R2。例如，在一个示例中，可以预设功率级器件瞬时过温时第一位置的温度和第二位置的温度之间的差值为60℃，基于该差值60℃和二极管的温度特性确定V_d34-V_d12等于300毫伏，确定电流源的输出电流Iref为2微安，R1为130千欧姆，R2为100千欧姆。

需要说明的是，上述R1>R2以及通过比较器输出的比较结果翻转来指示功率级器件瞬时过温仅是示例性的，而不是对本公开的限制。例如，取决于实际情况，可以设置R1＝R2，并基于比较结果是否达到某一固定阈值来指示功率级器件是否瞬时过温。

例如，在本公开至少一实施例中，所提出的用于电子元件的过温保护装置还包括绝对过温判定电路240(未在图2中示出)，绝对过温判定电路240与第一温度检测电路210连接，接收来自第一温度检测电路210的第一电压，并被配置为根据第一电压来判定功率级器件是否绝对过温，并输出绝对过温判定结果。在本公开的实施例中，装置既考虑电子元件内功率级器件温度的瞬时过温，又考虑功率级器件温度的绝对过温，既可以防止电子元件因瞬时过温而受热冲击损伤，又可以防止电子元件因绝对过温而烧毁，为电子元件提供更全面的过温保护。此外，在本公开的实施例中，第一电压可以既用于判定瞬时过温，又用于判定绝对过温，避免了对第一位置的温度的重复测量，无需额外的温度检测电路，节约了电路资源。

例如，在本公开的一个实施例中，绝对过温判定电路240包括第二比较器，第二比较器的同相端接收第一电压，第二比较器的反相端接收基准电压，第二比较器被配置为将第一电压和基准电压进行比较，并输出第二比较结果以指示功率级器件是否绝对过温。

需要说明的是，基准电压可以为预设的电压值，或为其他电路输出的电压值，本公开对此不作限制。

例如，在本公开的一个实施例中，绝对过温判定电路240还包括：第三电阻器、第三节点和第三电流源，并且，第三电阻器的第一端连接第一电压端，第三电阻器的第二端连接第三节点，第三节点连接第三电流源的第一端，第三电流源的第二端连接第二电压端，第三节点处的电压为基准电压。

例如，图5图示了根据本公开实施例的用于电子元件的过温保护的装置的另一个示例的示意图。在图5所示的示例中，绝对过温判定电路240包括第二比较器CMP2、第三电阻器r3、第三节点INN_ABS和第三电流源Is3。第一电压端例如为电压端VDD。第三电流源的第二端连接第二电压端，例如，电流源Is3接地。基准电压例如为第三节点INN_ABS处的电压V_{INN_ABS}。在图5所示的示例中，第二比较器CMP2的同相端接收第一节点INP处的电压V_INP，第二比较器CMP2的反相端接收第三节点INN_ABS处的电压V_{INN_ABS}，第二比较器CMP2被配置为将第一节点INP处的电压V_INP和第三节点INN_ABS处的电压V_{INN_ABS}进行比较，并输出第二比较结果OT2以指示功率级器件FET是否绝对过温。需要说明的是，第三电阻器r3的电阻以及第三电流源Is3的输出电流可以取决于实际情况而定，本公开的实施例对此不作限制。还需要说明的是，图5所示的示例中的其他部分与图3类似，在此不再赘述。

例如，图6图示了根据本公开实施例的绝对过温判定结果的一个示例的示意图。在图6所示的示例中，随着功率级器件FET的温度升高，第一节点INP处的电压V_INP逐渐接近第三节点INN_ABS处的电压V_{INN_ABS}，并在功率级器件FET绝对过温时，第一节点INP处的电压V_INP等于第三节点INN_ABS处的电压V_{INN_ABS}，之后第一节点INP处的电压V_INP大于第三节点INN_ABS处的电压V_{INN_ABS}，第二比较器CMP2输出的第二比较结果OT2在功率级器件FET绝对过温时翻转以指示功率级器件绝对过温。

例如，图7图示了在使用本公开实施例所提供的用于电子元件的过温保护的装置的情况下功率级器件的温度变化曲线的一个示例。在图7中，横坐标为时间t，纵坐标为温度T，T_sw表示瞬时过温的温度值，T_hys表示温度迟滞，T_abs表示绝对过温时的温度值。在图7所示的示例中，在电子元件内部的第一位置的温度和第二位置的温度之间的差值为T_sw时，判定功率级器件瞬时过温；在电子元件停止工作后，在电子元件内部的第一位置的温度和第二位置的温度之间的差值减小T_hys时，电子元件恢复工作；在电子元件内部的第一位置的温度为T_abs时，判定功率级器件绝对过温。

在图7所示的示例中，在电子元件内部的功率级器件附近的第一位置的温度和远离功率级器件的第二位置的温度之间的差值为T_sw(即功级率器件瞬时过温)后，电子元件停止工作，功率级器件温度下降，比较器有迟滞，当功率级器件温度下降使得第一位置的温度和第二位置的温度之间的差值减小T_hys时，电子元件恢复工作，如此反复。在这个过程中，远离功率级器件的第二位置的温度也会受功率级器件温度升高的影响，电子元件整体的温度也会逐渐升高，但只要第一位置的温度和第二位置的温度之间的差值为T_sw，即可判定功率级器件瞬时过温，例如图7所示的曲线图示了功率级器件反复地停止工作和恢复工作，并且功率级器件的温度总体呈上升趋势。在图7所示的示例中，由于功率级器件的温度为T_abs时会判定功率级器件绝对过温，所以功率级器件的温度总体上升一定程度后不再继续上升。

本公开至少一实施例还提供一种用于电子元件的过温保护的方法，方法使用上述装置200所输出的瞬时过温判定结果对电子元件的工作状态进行控制，以对电子元件进行过温保护。例如，图8图示了本公开至少一实施例提供的一种用于电子元件的过温保护的方法800的流程图。需要说明的是，方法800还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开对此不作限制。

在步骤802，获取来自装置200的瞬时过温判定结果。

例如，电子元件内部的其他电路或器件获取来自装置200的瞬时过温判定结果。例如，如图1所示的电子元件100内的其他电路或器件108获取基于位置102的温度和位置104的温度所判定的功率级器件106的瞬时过温判定结果。

在步骤804，确定瞬时过温判定结果指示功率级器件是否瞬时过温。如果确定瞬时过温判定结果指示功率级器件瞬时过温，则继续进行到步骤806；如果确定瞬时过温判定结果指示功率级器件未瞬时过温，则跳转到步骤808。例如，如图1所示的电子元件100内的其他电路或器件108确定功率级器件106是否瞬时过温。例如，电子元件100内的其他电路或器件108为电子元件100内的控制电路，该控制电路可以控制电子元件100的工作状态。

在步骤806，响应于确定瞬时过温判定结果指示功率级器件瞬时过温，使得电子元件停止工作。例如，如图1所示的电子元件100内的其他电路或器件108响应于确定功率级器件106瞬时过温，使得电子元件100停止工作。

在步骤808，响应于确定瞬时过温判定结果指示功率级器件未瞬时过温，确定电子元件是否处于停止工作状态。例如，如图1所示的电子元件100内的其他电路或器件108响应于确定功率级器件106未瞬时过温，确定电子元件100是否处于停止工作状态。

在步骤810，响应于确定电子元件处于停止工作状态，使得电子元件开始工作。例如，如图1所示的电子元件100内的其他电路或器件108响应于确定电子元件100处于停止工作状态，使得电子元件100开始工作。

需要说明的是，该电子元件100内的其他电路或器件108不限于能控制整个电子元件100的工作状态的控制电路，例如，电子元件100内的其他电路或器件108可以为电子元件100内的各个具体功能电路或器件，该各个具体功能电路或器件的工作状态决定了整个电子元件100的工作状态，该各个具体功能电路或器件可以通过功率级器件106的瞬时过温判定结果来分别调整自身的工作状态，从而影响整个电子元件100的工作状态。

因此，在本公开实施例中，通过响应于功率级器件瞬时过温而控制电子元件的工作状态，将热冲击控制在电子元件可承受的范围内，有效地避免了电子元件受到热冲击损伤。

本公开至少一实施例还提供一种用于电子元件的过温保护的方法，电子元件内部包含功率级器件，图9A图示了本公开至少一实施例提供的一种用于电子元件的过温保护的方法900的流程图。需要说明的是，方法900还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开对此不作限制。

在步骤902，获取用于表征电子元件内部的第一位置处的温度的第一检测数据。

例如，第一检测数据可以为装置200的第一温度检测电路210的相关描述处所描述的第一电压或其他参数。

在步骤904，获取用于表征电子元件内部的第二位置处的温度的第二检测数据，其中，第一位置与功率级器件之间的距离小于第二位置与功率级器件之间的距离。

例如，第二检测数据可以为装置200的第二温度检测电路220的相关描述处所描述的第二电压或其他参数。

在步骤906，基于第一检测数据和第二检测数据，生成用于指示功率级器件是否瞬时过温的瞬时过温判定结果。

在步骤908，输出瞬时过温判定结果。

例如，上述方法可以由上述装置200执行，装置200执行方法900的具体过程可以参考装置200的相关描述，在此不再赘述。

例如，图9B图示了图9A的方法900中的步骤906的一个示例的流程图。

在步骤906a，基于第一检测数据，确定第一位置处的温度在第一预定时间间隔内的变化率是否大于或者等于第一阈值。如果确定第一位置处的温度在第一预定时间间隔内的变化率大于或者等于第一阈值，则继续进行到步骤906b；如果确定第一位置处的温度在第一预定时间间隔内的变化率小于第一阈值，则跳转到步骤906d。

例如，第一位置处的温度在第一预定时间间隔内的变化率大于或等于第一阈值可以指示第一位置处的温度在短时间内快速升高。

需要说明的是，第一预定时间间隔和第一阈值可以取决于实际情况而定，本公开对此不作限制。

在步骤906b，响应于确定第一位置处的温度在第一预定时间间隔内的变化率大于或者等于第一阈值，确定第二位置处的温度在第二预定时间间隔内的变化率是否小于或者等于第二阈值。如果确定第二位置处的温度在第二预定时间间隔内的变化率小于或者等于第二阈值，则继续进行到步骤906c。

例如，第二位置处的温度在第二预定时间间隔内的变化率小于或等于第二阈值可以指示第二位置处的温度在短时间可以认为不变。

例如，第二预定时间间隔可以等于第一预定时间间隔。又例如，第二预定时间间隔可以不等于第一预定时间间隔。例如，第二阈值可以等于第一阈值。又例如，第二阈值可以不等于第一阈值。

需要说明的是，第二预定时间间隔和第二阈值可以取决于实际情况而定，本公开对此不作限制。

在步骤906c，响应于确定第二位置处的温度在第二预定时间间隔内的变化率小于或者等于第二阈值，确定功率级器件瞬时过温。

在步骤906d，响应于确定第一位置处的温度在第一预定时间间隔内的变化率小于第一阈值，确定功率级器件未瞬时过温。

在本公开实施例中，通过分别确定第一位置处的第一温度的变化率和第二位置处的第二温度的变化率，可以简便有效地监控电子元件内部的功率级器件是否瞬时过温。

有以下几点需要说明：

(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；

(2)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (13)

1.一种用于电子元件的过温保护的装置，所述电子元件内部包含功率级器件，其特征在于，所述装置包括：

第一温度检测电路，所述第一温度检测电路被配置为检测所述电子元件内部的第一位置的温度以获得表示所述第一位置的温度的第一电压；

第二温度检测电路，所述第二温度检测电路被配置为检测所述电子元件内部的第二位置的温度以获得表示所述第二位置的温度的第二电压，其中，所述第一位置与所述功率级器件之间的距离小于所述第二位置与所述功率级器件之间的距离；以及

瞬时过温判定电路，所述瞬时过温判定电路被配置为根据所述第一电压和所述第二电压来判定所述功率级器件是否瞬时过温，并且输出瞬时过温判定结果。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述瞬时过温判定结果被用于控制所述电子元件的工作状态。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一温度检测电路包括：第一温度传感电路、第一电阻器、第一节点和第一电流源，并且其中，所述第一温度传感电路的第一端连接第一电压端，所述第一温度传感电路的第二端连接所述第一电阻器的第一端，所述第一电阻器的第二端连接所述第一节点，所述第一节点连接所述第一电流源的第一端，所述第一电流源的第二端连接第二电压端，所述第一节点处的电压为所述第一电压；并且

所述第二温度检测电路包括：第二温度传感电路、第二电阻器、第二节点和第二电流源，并且其中，所述第二温度传感电路的第一端连接所述第一电压端，所述第二温度传感电路的第二端连接所述第二电阻器的第一端，所述第二电阻器的第二端连接所述第二节点，所述第二节点连接所述第二电流源的第一端，所述第二电流源的第二端连接所述第二电压端，所述第二节点处的电压为所述第二电压。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一温度传感电路包括第一子温度传感器和第二子温度传感器，所述第二温度传感电路包括第三子温度传感器和第四子温度传感器。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述瞬时过温判定电路包括第一比较器，所述第一比较器的同相端接收所述第一电压，所述第一比较器的反相端接收所述第二电压，所述第一比较器被配置为将所述第一电压和所述第二电压进行比较，并输出第一比较结果以指示所述功率级器件是否瞬时过温。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置被配置为使得在所述功率级器件瞬时过温时所述第一比较器输出的所述第一比较结果翻转以指示所述功率级器件瞬时过温。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一温度传感电路和所述第二温度传感电路被配置为电气和温度特性相同，所述第一电流源的输出电流和所述第二电流源的输出电流被配置为相等，所述第一电阻器的电阻值被配置为大于所述第二电阻器的电阻值固定值，使得在所述功率级器件瞬时过温时所述第一比较器输出的所述第一比较结果翻转以指示所述功率级器件瞬时过温。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

绝对过温判定电路，所述绝对过温判定电路被配置为根据所述第一电压来判定所述功率级器件是否绝对过温，并输出绝对过温判定结果。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述绝对过温判定电路包括第二比较器，所述第二比较器的同相端接收所述第一电压，所述第二比较器的反相端接收基准电压，所述第二比较器被配置为将所述第一电压和所述基准电压进行比较，并输出第二比较结果以指示所述功率级器件是否绝对过温。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述绝对过温判定电路还包括：第三电阻器、第三节点和第三电流源，并且其中，所述第三电阻器的第一端连接第一电压端，所述第三电阻器的第二端连接所述第三节点，所述第三节点连接所述第三电流源的第一端，所述第三电流源的第二端连接第二电压端，所述第三节点处的电压为所述基准电压。

11.一种用于电子元件的过温保护的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取来自权利要求1-10中任一项所述的装置的瞬时过温判定结果；

确定所述瞬时过温判定结果指示所述功率级器件是否瞬时过温；

响应于确定所述瞬时过温判定结果指示所述功率级器件瞬时过温，使得所述电子元件停止工作；

响应于确定所述瞬时过温判定结果指示所述功率级器件未瞬时过温，确定所述电子元件是否处于停止工作状态；以及

响应于确定所述电子元件处于所述停止工作状态，使得所述电子元件开始工作。

12.一种用于电子元件的过温保护的方法，所述电子元件内部包含功率级器件，其特征在于，所述方法包括：

获取用于表征所述电子元件内部的第一位置处的温度的第一检测数据；

获取用于表征所述电子元件内部的第二位置处的温度的第二检测数据，其中，所述第一位置与所述功率级器件之间的距离小于所述第二位置与所述功率级器件之间的距离；

基于所述第一检测数据和所述第二检测数据，生成用于指示所述功率级器件是否瞬时过温的瞬时过温判定结果；以及

输出所述瞬时过温判定结果。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一检测数据和所述第二检测数据，生成用于指示所述功率级器件是否瞬时过温的瞬时过温判定结果还包括：

基于所述第一检测数据，确定所述第一位置处的温度在第一预定时间间隔内的变化率是否大于或者等于第一阈值；

响应于确定所述第一位置处的温度在所述第一预定时间间隔内的变化率大于或者等于所述第一阈值，确定所述第二位置处的温度在第二预定时间间隔内的变化率是否小于或者等于第二阈值；以及

响应于确定所述第二位置处的温度在所述第二预定时间间隔内的变化率小于或者等于所述第二阈值，确定所述功率级器件瞬时过温。

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