CN115836451A - 短路接地保护和自动恢复 - Google Patents

Abstract

一种装置包括：连接到设备的线路的单感测管脚，该设备连接到装置；栅极管脚，该栅极管脚被配置为生成栅极信号以启用或禁用开关，该开关连接在连接到该装置的该设备的该线路与系统地电位之间；以及控制逻辑部件。该控制逻辑部件被配置为在该单感测管脚处确定该设备与该系统地电位之间的短路，以及基于对该短路的该确定而禁用该开关。

Description

短路接地保护和自动恢复

相关专利申请

本申请要求2020年11月5日提交的共同拥有的美国临时专利申请第63/110,239号的优先权，该美国临时专利申请的全部内容据此出于所有目的以引用方式并入。

技术领域

本申请涉及对电子设备进行充电和供电，并且更具体地涉及短路接地保护和自动恢复。

背景技术

电压和地电位之间的功率短路可能由电子设备中的各种状况引起。例如，通用串行总线(USB)连接器可能使其接地信号暴露，并且接地信号可能与电池或电源线接触，意外地导致无限量的电流流向地电位。在另一示例中，受损的USB缆线的末端可能落入车辆中点烟器的12V DC连接中。在另一示例中，USB缆线可能被压坏，导致从其20V电源线到地电位的短路。

一些用于提供防短路保护的方法包括使用分流电阻器来测量电压或电流，并且如果电压或电流太高，则切断电压源。然而，此方法可能需要用于检测设备的三个管脚，其中两个管脚用于分流电阻器并且一个管脚用于驱动开关以接通或关断电压源。此外，这些方法可能需要开关的特定具体实施，诸如具有特定漏极-源极电阻值的场效应晶体管(FET)。本公开的示例可通过其它解决方案解决这些缺点中的一者或多者，并且可提供短路接地保护以及从短路检测的自动恢复。

发明内容

本公开的示例可包括一种装置。该装置可以任何合适的方式实施，诸如通过微控制器、管芯或片上系统实施。该装置可被配置为连接到外部设备。在一个示例中，该装置可提供用于该外部设备的接地线。该装置可连接到任何外部设备，诸如USB设备。该装置可被配置为通过连接器与该外部设备通信。此外，该装置可被配置为代表该外部设备提供到系统地电位的接地连接。

该装置可连接在电压线和用于该外部设备的该接地线之间。该电压线可通过开关连接到系统地电位。该开关可以任何合适的方式实施，诸如通过晶体管来实施。该装置可通过偏置电阻器连接到该电压线。

在一个示例中，该装置可通过单感测管脚连接到该电压线。可使用该单感测管脚来代替跨分流电阻器的两个感测管脚，如在其他解决方案中所做的那样。

该装置可包括栅极管脚。在一个示例中，该栅极管脚可被配置为生成栅极信号以启用或禁用该开关。

在一个示例中，该装置可包括控制逻辑部件。该控制逻辑部件可由模拟电路、数字电路、用于供处理器执行的指令或它们的任何合适的组合来实施。该控制逻辑部件可被配置为操作该栅极管脚以及检测该感测管脚上的电压。在一个示例中，该控制逻辑部件可被配置为在该单感测管脚处确定该外部设备与该系统地电位之间的短路。基于对该短路的该确定，该控制逻辑部件可被配置为禁用该开关。

本公开的示例可包括一种系统。该系统可包括上述示例中任一者的装置、以及该开关。该系统可包括到该外部设备的连接器。

本公开的示例可包括由上述示例的任一系统或装置执行的方法。

附图说明

图1是根据本公开的实施方案的用于短路接地保护和自动恢复的示例性装置的图示。

图2是根据本公开的实施方案的用于该用于短路接地保护和自动恢复的装置的使用的示例性系统的图示。

图3是根据本公开的实施方案的用于短路接地保护和自动恢复的装置的操作的时序图。

图4是根据本公开的实施方案的用于短路接地保护和自动恢复的装置的操作的另一时序图，包括当检测到短路接地但该短路接地不被相对快速地整流时。

图5是根据本公开的实施方案的用于短路检测和保护的示例性方法的图示。

具体实施方式

本公开的实施方案包括一种装置。该装置可以任何合适的方式实施，诸如通过微控制器、管芯或片上系统实施。该装置可被配置为连接到外部设备。在一个示例中，该装置可提供用于该外部设备的接地线。该装置可连接到任何外部设备，诸如USB设备。该装置可被配置为通过连接器与该外部设备通信。此外，该装置可被配置为代表该外部设备提供到系统地电位的接地连接。

该装置可连接在电压线到用于该外部设备的该接地线之间。该电压线可通过开关连接到系统地电位。该开关可以任何合适的方式实施，诸如通过晶体管来实施。该装置可通过偏置电阻器连接到该电压线。

在一个示例中，该装置可通过单感测管脚连接到该电压线。可使用该单感测管脚来代替跨分流电阻器的两个感测管脚，如在其他解决方案中所做的那样。

该装置可包括栅极管脚。在一个示例中，该栅极管脚可被配置为生成栅极信号以启用或禁用该开关。

在一个示例中，该装置可包括控制逻辑部件。该控制逻辑部件可由模拟电路、数字电路、用于供处理器执行的指令或它们的任何合适的组合来实施。该控制逻辑部件可被配置为操作该栅极管脚以及检测该感测管脚上的电压。在一个示例中，该控制逻辑部件可被配置为在该单感测管脚处确定该外部设备与该系统地电位之间的短路。基于对该短路的该确定，该控制逻辑部件可被配置为禁用该开关。

结合上述示例中的任一者，该装置可包括电流源。该电流源可连接到该感测管脚。该控制逻辑部件可被配置为选择性地启用或禁用该电流源。当被启用时，该电流源可允许检测和测量在连接到该装置的该设备的线路上的偏置电阻器、该开关、或该偏移电阻器与该开关的组合上的电压降，该电压降被配置为指示该短路。该电压降可用于确定在该线路上是否存在从该外部设备到该系统地电位的短路。在一个示例中，该控制逻辑部件可被配置为基于对该短路的该确定而禁用该电流源。

结合上述示例中的任一者，该装置可包括电流宿。该电流宿可连接在该感测管脚和地电位之间。该控制逻辑部件可被配置为选择性地启用或禁用该电流宿。在一个示例中，该控制逻辑部件可被配置为在检测到该短路时启用该电流宿。当被启用时，该电流宿可促进电流从该外部设备到系统地电位的流动，但不通过该开关，而是通过该电流宿。

结合以上示例中的任一者，该控制逻辑部件还可被配置为通过确定该单感测管脚处的电压高于第一电压阈值(诸如100mV)来检测该短路。

结合以上示例中的任一者，该控制逻辑部件还可被配置为通过确定该单感测管脚处的电压随后已下降到低于第二阈值(诸如80mV)而确定该短路已结束。

结合以上示例中的任一者，该第一电压阈值可高于该第二电压阈值。

结合以上示例中的任一者，该控制逻辑部件还可被配置为基于确定该单感测管脚处的电压先前超过该第一电压阈值、该单感测管脚处的电压低于该第一电压阈值、并且该单感测管脚处的电压高于该第二电压阈值而继续禁用该开关。

图1是根据本公开的示例的用于短路接地保护和自动恢复的示例性装置的图示。该装置可实施成短路保护电路(SPC)100。

SPC 100可以任何合适的方式实施，诸如通过设备、管芯、芯片、模拟电路、数字电路、用于供处理器执行的指令或它们的任何组合来实施。SPC 100可在任何合适的环境内实施，诸如在USB端口、USB功率保护设备或电路、USB集线器、USB充电端口、USB主机、车辆的信息娱乐或头部单元、用于任何合适协议的通信或功率保护电路、或任何其它合适的电子设备内实施。

SPC 100可被配置为监测、调节或以其它方式在两个元件之间移动信号。例如，SPC100可评估USB控制器和收发器与USB连接器之间的信号。

特别地，SPC 100可被配置为监测电压条件，诸如短路接地，也称为短接电路或简称为短路。短路可能由于例如功率源(诸如电池的正端子)连接到地电位而产生，在该连接中具有非常小的电阻。这可能导致高电流流动，这继而可能导致其它副作用，诸如高温、对电子设备或布线的损坏、或着火。SPC 100可被配置为监测例如线路104上的短路。线路104可连接到将被监测短路的任何合适的源。

线路104可包括到任何合适的电路、电子设备、连接器或可被监测电气短路的其它元件的任何合适的电连接。线路104可实施例如来自电子设备的返回路径、供给线路或偏压线路。例如，线路104可连接到USB缆线或USB连接器(未示出)的接地端子。线路104也可连接到SPC 100的地电位。SPC 100的此类地电位可充当跨该USB缆线或连接器连接的USB设备(未示出)的接地基准。SPC 100可被配置为监测例如由于USB缆线的此类接地端子与电压源(未示出)直接接触而引起的短路。

SPC 100可包括感测管脚118，其被配置为接收要被监测短路的输入。此类输入可能由线路104上的电压产生。感测管脚118可通过任何合适的电连接来实施。

SPC 100可包括控制逻辑部件102。控制逻辑部件102可被配置为针对短路评估所接收的信号并且致使执行任何合适的纠正动作。控制逻辑部件102可由模拟电路、数字电路、用于供处理器(未示出)执行的指令或它们的任何合适的组合来实施。在一个示例中，控制逻辑部件102可包括感测管脚118。在另一示例中，感测管脚118可位于控制逻辑部件102外部，诸如在其中实施控制逻辑部件102的电子设备封装的外围上。

为了检测短路，控制逻辑部件102可被配置为评估跨开关(诸如开关106)的电压降。

开关106可在SPC 100内实施或可连接到SPC 100。开关106可以任何合适的方式实施，诸如晶体管，或者更具体地，场效应晶体管(FET)、或者功率FET。开关106可包括例如在被启用时为5毫欧至15毫欧的电阻。这可被称为接通电阻。开关106可被布置或连接在线路104与地电位122之间。当被激活时，开关106可连接地电位122和线路104。由于开关106的接通电阻，这可提供跨开关106的电压降。当被去激活时，开关106可断开连接地电位122和线路104。开关106可因此被配置为提供可被测量并用于确定正发生短路的电压降，诸如当太多电流正在线路104上向地电位或从地电位通过时。

在检测到短路时，控制逻辑部件102可被配置为执行或致使执行任何合适的纠正动作。此类纠正动作可包括禁用开关106，使得大电流不通过开关106。在检测到短路已结束时，控制逻辑部件102可被配置为再次启用开关106，从而在短路已结束之后提供自动恢复。控制逻辑部件102因此可被配置为分别基于检测到短路或终止短路而禁用或启用开关106。禁用开关106可防止由短路引起的损坏。启用开关106可启用SPC 100的正常操作。

控制逻辑部件102可被配置为通过经由栅极管脚120向例如开关106的栅极发布控制信号来启用或禁用开关106。在一个示例中，控制逻辑部件102可包括栅极管脚120。在另一示例中，栅极管脚120可位于控制逻辑部件102外部，诸如在其中实施控制逻辑部件102的电子设备封装的外围上。栅极管脚120可通过任何合适的电连接来实施。

在一个示例中，SPC 100可包括或连接到电阻器108。电阻器108可以是偏置电阻器。与可耗散大量功率的分流电阻器相比，电阻器108可实施成低功率电阻器。电阻器108可连接在感测管脚118与线路104之间。电阻器108的电阻值可被给出为RCOMP。电阻器108可以是偏置或补偿电阻器，因为其偏置或补偿开关106的电阻或用于检测短路的分压器电路中附接到线路104的布线的电阻。

控制逻辑部件102可被配置为将感测管脚118处的电压与一个或多个基准电压诸如VREF1或VREF2进行比较。例如，VREF1可为100mV且VREF2可为80mV。基于感测管脚118处的电压与这些基准电压中一者或两者的比较，控制逻辑部件102可被配置为检测短路或确定短路是否已结束。控制逻辑部件102可因此被配置为根据此类检测而启用或禁用开关106。例如，如果感测管脚118上的电压上升到高于VREF1，则控制逻辑部件102可被配置为检测到在线路104上正发生短路。控制逻辑部件102可被配置为然后禁用开关106。随后，在另一示例中，如果感测管脚118上的电压回落到低于VREF1，则控制逻辑部件102可被配置为检测到短路已结束。控制逻辑部件102可被配置为然后启用开关106。然而，在又一示例中，控制逻辑部件102可被配置为在感测管脚118上的电压回落到低于VREF2之前没有检测到短路已结束，VREF2可低于VREF1。控制逻辑部件102可被配置为然后启用开关106。因此，控制逻辑部件102可将滞后施加到启用和禁用开关106，使得开关106一旦被禁用就在条件已充分结束之后被启用。可减少开关106的反复启用和禁用。

SPC 100可包括或可连接到偏置或补偿电流源(IOFFSET)110和放电电流宿(IDISCH)116。IOFFSET 110可连接到感测管脚118。IOFFSET110可被选择性地接通或关断，或可被选择性地施加到感测管脚118的连接。例如，IOFFSET 110可通过接通开关112来选择性地启用，这可由控制逻辑部件102控制。IDISCH 116还可连接到感测管脚118和地电位。IDISCH 116可被选择性地接通或关断，或可被选择性地施加到感测管脚118的连接。例如，IDISCH 116可通过接通开关114来选择性地启用，这可由控制逻辑部件102控制。

在一个示例中，控制逻辑部件102可被配置为在正常操作条件下启用IOFFSET110，以及在检测到短路时禁用IOFFSET 110。启用IOFFSET 110可提供指定的受控电流，该电流在电流流过电阻器108并且流过开关106到地电位122时导致跨电阻器108的电压降。可生成等同于IOFFSET 110的电流乘以电阻器108的电阻的偏置电压。当检测到短路时，IOFFSET 110可被禁用。此外，可控制否则由于短路会流动到地电位的过量电流。

可任选地使用电阻器108以生成足够的偏置来跳闸、触发或以其它方式检测短路。例如，短路的跳闸点可以是100mV值，其可以是VREF1。开关106的电阻可以是5毫欧。由IOFFSET 110提供的偏置电流可以是1微安。可被认为正在发生短路的电流可以是10安。因此，如果不使用电阻器108，则流过开关106的10安可导致50mV的电压降。这可小于跳闸点100mV。因此，电阻器108可与例如50mV的值一起使用，以导致附加电压下降足以满足确定短路已发生的跳闸点。因此，电压降可指示是否存在短路，并且电压降可由电阻器108、开关106、或电阻器108与开关106的组合引起。

在另一示例中，控制逻辑部件102可被配置为在正常操作条件下禁用IDISCH 116，以及在检测到短路时启用IDISCH 116。启用IDISCH 116可提供跨电阻器108的限定的电压降，使得可检测到从短路的恢复。禁用IDISCH 116否则可启用感测管脚118处的电压以反映由线路104上的电压引起的跨开关106的电压降。尽管可使用电流宿来实施IDISCH 116，但可使用放电电流的任何合适方式来实施IDISCH 116。

当检测到短路时，控制逻辑部件102可被配置为采取任何合适的纠正动作。例如，如上所述，当检测到短路时，控制逻辑部件102可被配置为禁用开关106。此外，如上所述，当检测到短路时，控制逻辑部件102可被配置为禁用IOFFSET 110(通过例如关断开关112)并且启用IDISCH 116(通过例如接通开关114)。在另一示例中，控制逻辑部件102可被配置为执行关于在其中实施SPC 100的系统的其它纠正动作。例如，控制逻辑部件102可被配置为发出FAULT信号，该FAULT信号向在其中实施SPC100的系统的其他部分指示已检测到短路。这种系统的其他部分可被配置为基于FAULT信号采取任何合适的纠正动作。FAULT信号可用于例如启用或禁用系统的其他部分，诸如系统的USB管脚与连接到系统的设备之间的连接。

如上文所论述，当未检测到故障或短路时，可禁用IDISCH 116，可启用IOFFSET110，可启用开关106。因此，偏置或补偿电流可通过电阻器108从感测管脚118流到线路104。这可形成分压器电路。感测管脚118处的电压可由控制逻辑部件102测量并与VREF1比较。控制逻辑部件102可通过栅极管脚120向开关106发出逻辑高或其他合适的信号，以启用开关106。因此，开关106可接通，并且通过开关的接通电阻的给定电阻将线路104连接到系统地电位122。

当短路发生(其可能在连接到线路104并且未在图1中示出(诸如连接到USB缆线或USB设备)的元件中已经发生)时，进入开关106的电流以及跨开关106并且在感测管脚118处的电压可开始上升。在特定点处，感测管脚118处的电压可达到VREF1。控制逻辑部件102可进行此类检测并采取纠正动作。控制逻辑部件102可发出故障信号、禁用IOFFSET 110、启用IDISCH 116、以及禁用开关106。因此，开关106可关断并且断开连接线路104和系统地电位122。

在一个示例中，当感测管脚118处的电压下降到低于VREF1时，控制逻辑部件102可被配置为确定短路结束。在另一示例中，控制逻辑部件102可确定感测管脚118处的电压是否已经下降到低于VREF2，以确定短路结束。如上所述，这可提供滞后以避免快速且交替地启用和禁用电路保护，以及提供短路实际上已经结束的进一步保证。当短路结束时，故障信号可被禁用，IDISCH 116可被禁用，IOFFSET 110可被启用，并且开关106可被启用。通过在感测管脚118处的电压下降到低于基准电压之后采取这些动作，SPC 100可被配置为在不再检测到短路之后执行自动恢复。

因此，SPC 100可被配置为在短路的情况下停止通过线路104的电流流动，从而帮助降低对电子设备的损坏、熔化的连接器或潜在火灾的机会。此外，分流电阻器对于实施SPC 100不是必需的。电阻器108可以是可选的，并且可在开关106的接通电阻不充分匹配到例如连接到线路104的布线(未示出)的电阻的情况下使用。电阻器108可具有比分流电阻器更小的覆盖区。此外，SPC 100的单感测管脚(感测管脚118)可用于连接到线路104，而不是可使用两个感测管脚的其它解决方案。在这样的其它解决方案中，可使用两个管脚来连接到分流电阻器或另一电阻器以评估跨分流电阻器的电压降。因此，SPC 100可以减小的管芯尺寸来实施。

图2是根据本公开的示例的用于该用于短路接地保护和自动恢复的装置的使用的示例性系统200的图示。特别地，图2示出了SPC 100的实例的示例性使用。

系统200可包括USB主机202。尽管被描述为USB主机，但是元件202可以实施成例如USB集线器、USB桥、USB充电器、车辆信息娱乐系统的头部单元、或任何其他合适的电子设备。USB主机202可通过USB连接器204连接到一个或多个USB元件(未示出)，诸如USB主机或设备。USB连接器204可以是用于例如到此类USB元件的USB缆线(未示出)的接口。USB连接器204可以任何合适的方式实施，诸如利用管脚、端口、开关结构、线材、迹线或任何其他合适的电连接。在图2的示例中，可使用USB-C连接，但SPC 100可在任何合适的短路检测环境或任何合适的连接或通信协议中使用。因此，作为USB-C连接，USB主机202和USB连接器204可具有用于D+、D-、SBU1、SUB2、CC1、CC2和地电位的连接。在各种示例中，可存在由USB主机202和USB连接器204中每一者上的PIN表示的一个或多个其它连接。例如，可通过PIN线路将功率提供到通过USB连接器204连接到USB主机202的USB设备(未示出)。图2中所示的示例性引出线不是限制性的，因为可使用任何合适的引出线并且SPC 100可被配置为检测所连接元件之间的合适线路上的短路。

在图2的示例中，SPC 100可实施在USB主机202内。SPC 100的感测管脚118可连接到USB连接器204的接地管脚。该连接可通过电阻器108实现。在图2的示例中，开关106和电阻器108可实施在SPC 100外部。电阻器108可连接在感测管脚118与USB连接器204的接地管脚之间。开关106可连接在USB连接器204的接地管脚与系统地电位之间。SPC 100的栅极管脚120可以不对应于USB-C连接否则使用的任何管脚。USB主机202可充当通过USB连接器204连接到USB主机202的USB设备(未示出)的地电位。

短路206可在USB连接器204内、在连接到USB连接器204的任何布线内、或在连接到USB连接器204的任何USB元件内的任何地方出现。例如，短路可能来自电池208的正端子接触USB连接器204的接地管脚的连接。这可能导致过量的电流流到开关106。SPC 100可被配置为检测此类短路、采取纠正动作以及维持纠正动作直到短路结束。

图3是根据本公开的示例的用于短路接地保护和自动恢复的装置的操作的时序图，包括当检测到短路但该短路被相对快速地整流时。图3可例示SPC 100的操作。

在t0之前，在感测管脚118处检测到的电压可能是稳定的并且低于阈值诸如VREF1。在t0处，短路可能发生，并且可能导致更多电流流过开关106并且导致感测管脚118处的电压升高。

在t1处，感测管脚118处的电压可达到或超过VREF1。短路可被SPC100检测。

在t2处，SPC 100可在栅极管脚120上发出低信号以禁用开关106。t1与t2之间的延迟可被给定为tSTG_RT。tSTG_RT可反映用于SPC 100在栅极管脚120上发出低信号以及采取其它纠正动作的处理的反应时间量。这个反应时间可以是例如500纳秒。此类其它纠正动作可包括例如关断其它开关(图1到2中未示出)以启用诸如跨D+/-、CCx或SBUx线路的信号传输。如图3所示，用于这些其他系统部件的FET也可通过发出逻辑低信号而被禁用。此外，可用逻辑低信号来禁用IOFFSET 110。另外，可用逻辑高信号来启用IDISCH 116。

在t3处，可发出指示故障的信号，诸如在故障信号的反转上的逻辑低。t1和t3之间的时间可反映从SPC 100向系统的其余部分断言故障的时间。

在t4处，感测管脚118上的电压可下降到低于VREF2，指示短路已经结束。

在t5处，开关106可通过栅极管脚120上的逻辑高信号而被重新启用，其它FET可被重新启用，IOFFSET 110可通过逻辑高信号而被重新启用，并且IDISCH可通过逻辑低电平而被禁用。在t4之后到达t5以执行此类动作的附加时间可归因于由tSTG_REC给出的时间长度，其可反映在其中实施SPC 100的系统为了从短路的标识恢复而将花费的最小时间量。例如，这可以是20毫秒。因此，即使感测管脚118处的电压在t4下降到低于VREF2，SPC 100仍可等待直到tSTG_REC在t5处结束以重新启用开关106并且以其他方式逆转所采取的纠正动作。

在t6处，可通过在由tFAULT_DEASSERT给出的另一延迟之后在经反转的故障输出上发出逻辑高信号来清除故障信号。

图4是根据本公开的示例的用于短路接地保护和自动恢复的装置的操作的另一时序图，包括当检测到短路但该短路不被相对快速地整流时。图4可例示SPC 100的操作。

如图3所示，在t0之前，在感测管脚118处检测到的电压可能是稳定的并且低于阈值诸如VREF1。在t0处，短路可能发生，并且可能导致更多电流流过开关106并且导致感测管脚118处的电压升高。

如图3所示，在t1处，感测管脚118处的电压可达到或超过VREF1。短路可被SPC 100检测。

如图3所示，在t2处，SPC 100可在栅极管脚120上发出低信号以禁用开关106。t1与t2之间的延迟可被给定为tSTG_RT。tSTG_RT可反映用于SPC 100在栅极管脚120上发出低信号以及采取其它纠正动作的处理的反应时间量。这个反应时间可以是例如500纳秒。此类其它纠正动作可包括例如关断其它开关(图1到2中未示出)以启用诸如跨D+/-、CCx或SBUx线路的信号传输。如图3所示，用于这些其他系统部件的FET也可通过发出逻辑低信号而被禁用。此外，可用逻辑低信号来禁用IOFFSET110。另外，可用逻辑高信号来启用IDISCH 116。

如图3所示，在t3处，可发出指示故障的信号，诸如在故障信号的反转上的逻辑低。t1和t3之间的时间可反映从SPC 100向系统的其余部分断言故障的时间。

与图3相比，在t4处，由tSTG_REC给出的时间长度可能超时而没有首先检测到短路已结束。与图3相比，图4中tSTG_REC的值可以更短，或者感测管脚118处的电压高于VREF1或VREF2的时间长度可以更长，从而指示短路已经持续更长的时间量。如上所述，由tSTG_REC给出的时间长度可反映在其中实施SPC 100的系统为了从短路的标识恢复而将花费的最小时间量。

在t5处，感测管脚118上的电压可下降到低于VREF2，指示短路已经结束。SPC 100可被配置为进入恢复周期。恢复周期可延迟先前采取的纠正动作的逆转。由恢复周期给出的时间长度可由TrEC_LONG给出。例如，这可以是10毫秒。这个恢复时间可允许在其中实施SPC 100的系统的各个部分恢复。此外，给定短路的持续时间，等待额外的时间以逆转所采取的纠正动作可提供针对再发生短路的附加保护。

在t6处，由TrEC_LONG给出的恢复周期可超时。如本文在图3中在t5处所示，开关106可通过栅极管脚120上的逻辑高信号而被重新启用，其它FET可被重新启用，IOFFSET110可通过逻辑高信号而被重新启用，并且IDISCH可通过逻辑低电平而被禁用。

在t7处，如本文在图3中在t6处所示，可通过在由tFAULT_DEASSERT给出的另一延迟之后在经反转的故障输出上发出逻辑高信号来清除故障信号。

图5是根据本公开的示例的用于短路检测和保护的示例性方法500的图示。方法500可由任何合适的元件诸如SPC 100来实施。方法500可根据图3和图4的时序图例示SPC100的操作的框。方法500可包括比图5所示更多或更少的元素。方法500可始于任何合适的框，诸如框500。方法500的框可以任何合适的顺序执行。可使用更多或更少的框来实施方法500。此外，方法500的各个框可重复、省略或递归地执行。方法500的多个实例可彼此并行地执行或相对于彼此递归地执行。可选择性地执行方法500。此外，方法500可任选地完全或部分地重复。

在框505处，可初始化SPC。这可包括启用开关(诸如开关106)、启用IOFFSET源、以及启用任何其他系统FET。此外，这可包括禁用IDISCH宿。

在框510处，可测量并评估感测管脚处的电压。可确定该电压是否高于第一电压阈值，诸如VREF1。如果是，则方法500可以进行到框515。关于电压高于VREF1的这个检测可对应于例如图3的时序图中在时间t1处或图4的时序图中在时间t1处的SPC 100的操作。否则，方法500可返回到框510。测量感测管脚处的电压并且如果其超过VREF1则前进到框515的这个框也可在方法500的执行期间的任何其他合适的时间执行。例如，框510也可结合框525、540或550来执行。

在框515处，可检测到短路。可初始化用于后续框的等待时间，诸如最小等待时间。开关、IOFFSET源和其它系统FET可被禁用。IDISCH宿可被启用。

在框520处，可确定感测管脚处的电压是否已下降到低于第二电压阈值诸如VREF2。在一个示例中，VREF2可低于VREF1。在另一示例中，VREF1和VREF2可为相同值。如果感测管脚处的电压还没有下降到低于VREF2，则方法500可前进到框525。如果感测管脚处的电压已经下降到低于VREF2，则方法500可前进到框530。关于感测管脚处电压下降到低于VREF2的这个检测可例如对应于图3的时序图中SPC 100在时间t4处的操作，或者对应于图4的时序图在时间t5处的操作。

在框525处，可确定感测管脚处的电压是否高于VREF1。如果是，则方法500可返回到框515，其中可继续检测短路，以及如同短路刚刚发生一样进行处理。否则，方法500可返回到框520。

在框530处，可确定最小等待时间是否已超时。如果最小等待时间已超时，则方法500可前进到框550。否则，如果最小等待时间尚未超时，则方法500可前进到框535。在如框520中所确定的感测管脚处的电压下降到低于VREF 2之后最小等待时间已超时的情况下，操作可对应于例如图4的时序图中在时间t5处展示的SPC 100的操作。在感测管脚处的电压下降到低于VREF 2之后最小等待时间尚未超时的情况下，操作可对应于例如图3的时序图中在时间t4处展示的SPC 100的操作。

在框535处，可确定感测管脚处的电压是否高于VREF1。如果是，则方法500可返回到框515，其中可再次检测短路，以及如同短路刚刚发生一样进行处理。否则，方法500可前进到框540。

在框540处，可确定最小等待时间是否已超时。如果否，则方法500可返回到框535。如果是，则方法500可前进到框545。关于最小等待时间现在已超时的确定可对应于例如图3中SPC 100在时间t5处的操作。

在框545处，可清除短路。开关、IOFFSET源和其它系统FET可被启用。IDISCH宿可被禁用。方法500可返回到框510。

在框550处，可初始化附加时间段。

在框555处，可确定附加时间段是否已超时。如果是，则方法500可前进到框545。关于附加时间段已超时的确定可对应于例如图4中SPC 100在时间t6处的操作。否则，方法500可前进到框560。

在框560处，可确定感测管脚处的电压是否高于VREF1。如果是，则方法500可返回到框515，其中可再次检测短路，以及如同短路刚刚发生一样进行处理。否则，方法500可返回框555。

尽管上文已描述了示例，但在不脱离这些示例的实质和范围的情况下，本公开可具有其他变型和示例。

Claims (10)

1.一种装置，包括：

单感测管脚，所述单感测管脚连接到与所述装置连接的设备的线路；

栅极管脚，所述栅极管脚被配置为生成栅极信号以启用或禁用开关，所述开关连接在与所述装置连接的所述设备的所述线路与系统地电位之间；和

控制逻辑部件，所述控制逻辑部件被配置为：

在所述单感测管脚处，确定所述设备与所述系统地电位之间的短路；以及

基于对所述短路的所述确定，禁用所述开关。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制逻辑部件还被配置为启用电流宿以测量来自所述线路的电压。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述控制逻辑部件还被配置为启用施加到所述单感测管脚的电流源以导致跨与所述装置连接的所述设备的所述线路上的偏置电阻器、所述开关、或者所述偏置电阻器与所述开关的组合的电压降，所述电压降用于指示所述短路。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制逻辑部件还被配置为基于对所述短路的所述确定而禁用所述电流源。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述控制逻辑部件还被配置为通过确定所述单感测管脚处的电压高于第一电压阈值而确定所述短路。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制逻辑部件还被配置为通过确定所述单感测管脚处的电压随后已下降到低于第二电压阈值而确定所述短路已结束。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一电压阈值高于所述第二电压阈值。

8.根据权利要求5至6中任一项所述的装置，其中所述控制逻辑部件还被配置为基于确定所述单感测管脚处的电压先前超过所述第一电压阈值、所述单感测管脚处的电压低于所述第一电压阈值、并且所述单感测管脚处的电压高于第二电压阈值而继续禁用所述开关。

9.一种系统，包括根据权利要求1至8中所述的装置中的任一者，其中：

所述线路还用于将所述系统和连接器连接到所述设备，其中所述设备是外部设备；

所述系统还包括耦接在所述线路和系统地电位之间的开关。

10.一种方法，包括根据权利要求1至9所述的系统或装置中任一者的操作。

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