CN116938208A - 一种智能电子开关、集成电路芯片、芯片产品和汽车 - Google Patents

一种智能电子开关、集成电路芯片、芯片产品和汽车 Download PDF

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CN116938208A CN202310234448.9A CN202310234448A CN116938208A CN 116938208 A CN116938208 A CN 116938208A CN 202310234448 A CN202310234448 A CN 202310234448A CN 116938208 A CN116938208 A CN 116938208A
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Abstract

本申请实施例提供一种防止温度检测失效的智能电子开关,包括:电源供电端、电源接地端、负载输出端、驱动控制单元;功率开关;温度检测支路,其一端与电源供电端连接,其另一端与电源接地端连接,其包括温度检测单元和第一元件,所述温度检测单元与所述第一元件串联,所述温度检测单元与所述第一元件相连的点为温度检测点,所述温度检测单元邻近功率开关设置或者嵌入功率开关中,以用于检测功率开关的温度;失效判断单元,其一个输入端与所述温度检测点连接,其另一个输入端接入失效阈值电压,所述失效检测单元比较温度检测点的电压与所述失效阈值电压以输出温度检测单元是否失效的信号。本申请实施例还提供一种集成电路芯片、芯片产品和汽车。

Description

一种智能电子开关、集成电路芯片、芯片产品和汽车
技术领域
本申请涉及涉及智能半导体开关领域,尤其涉及一种智能电子开关、集成电路芯片、芯片产品和汽车。
背景技术
近些年来,随着汽车市场的茁壮成长,尤其是电动汽车市场的爆发,例如电动乘用车市场、电动商务车市场,对汽车电子元器件的需求越来越多。汽车里面需求比较多的电子元器件为继电器,用于导通或者断开某条负载线路。然而,继电器本身具有一些缺点,例如开、关延迟时间较长,继电器本身昂贵、体积较大。
随着半导体技术的发展,已经研发成功了智能电子开关,用于替代传统的继电器,智能电子开关通常用于将负载与电池进行耦合,其具有一个或多个诊断能力和保护特征,例如对抗过温、过载和短路事件。例如,在智能电子开关中具有功率开关,并且在过温、过载或短路时间等情形中功率开关断开,使得电池与负载的通路断开。
智能电子开关的过温保护很重要,智能电子开关一般包括温度检测单元,温度检测单元用于检测功率开关的温度,当检测到温度较高时控制功率开关关断截止,防止功率开关处的温度过高而损坏。
智能电子开关的可靠性要求很高,尤其是车规用的智能电子开关,本申请的发明人经过长期研究发现,现有的智能电子开关虽然可以通过温度检测单元实现过温保护,但是温度检测单元本身有一定几率会失效,例如长期使用导致失效,或者由于工艺等原因导致失效,温度检测单元失效会导致原先设计的过温保护失效,最终导致功率开关由于温度过高而损坏。
发明内容
本申请实施例所要解决的技术问题在于,针对现有技术智能电子开关的温度检测单元失效而导致功率开关损坏,提供一种智能电子开关、集成电路芯片、芯片产品和汽车。可有效检测到温度检测单元是否失效,进而可以防止功率开关损坏。
为了解决上述技术问题,本申请实施例第一方面提供一种防止温度检测失效的智能电子开关,包括:
电源供电端、电源接地端、负载输出端、驱动控制单元,其中,所述电源供电端用于与电池的正极连接,所述电源接地端用于与电池的负极连接,所述负载输出端用于与负载连接;
功率开关,其用于与负载串联,其一端与电源供电端或者电源接地端连接,其另外一端与负载输出端连接,其控制端与驱动控制单元连接,所述驱动控制单元用于控制所述功率开关开启导通或者关断截止;
温度检测支路,其一端与电源供电端连接,其另一端与电源接地端连接,其包括温度检测单元和第一元件,所述温度检测单元与所述第一元件串联,所述温度检测单元与所述第一元件相连的点为温度检测点,所述温度检测单元邻近功率开关设置或者嵌入功率开关中,以用于检测功率开关的温度;
失效判断单元,其一个输入端与所述温度检测点连接,其另一个输入端接入失效阈值电压,所述失效检测单元比较温度检测点的电压与所述失效阈值电压以输出温度检测单元是否失效的信号。
可选的,所述第一元件一端与所述电源供电端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源接地端连接;所述失效判断单元包括开路比较单元,所述失效阈值电压包括开路阈值电压,所述开路比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端接入开路阈值电压,所述开路比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压大于或等于开路阈值电压时所述开路比较单元输出开路信号;或者,
所述第一元件一端与所述电源接地端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源供电端连接;所述失效判断单元包括开路比较单元,所述失效阈值电压包括开路阈值电压,所述开路比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端接入开路阈值电压,所述开路比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压小于或等于开路阈值电压时所述开路比较单元输出开路信号。
可选的,所述第一元件一端与所述电源供电端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源接地端连接;所述失效判断单元包括短路比较单元,所述失效阈值电压包括短路阈值电压,所述短路比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端接入短路阈值电压,所述短路比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压小于或等于短路阈值电压时所述短路比较单元输出短路信号;或者,
所述第一元件一端与所述电源接地端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源供电端连接;所述失效判断单元包括短路比较单元,所述失效阈值电压包括短路阈值电压,所述短路比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端接入短路阈值电压,所述短路比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压大于或等于短路阈值电压时所述短路比较单元输出短路信号。
可选的,所述第一元件一端与所述电源供电端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源接地端连接;所述失效阈值电压包括开路阈值电压和短路阈值电压,所述失效判断单元包括失效比较单元,所述失效比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端对应接入开路阈值电压、短路阈值电压,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压大于或等于开路阈值电压时所述失效比较单元输出开路信号,当所述温度检测点的电压小于或等于短路阈值电压时所述失效比较单元输出短路信号;或者,
所述第一元件一端与所述电源接地端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源供电端连接;所述失效阈值电压包括开路阈值电压和短路阈值电压,所述失效判断单元包括失效比较单元,所述失效比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端对应接入开路阈值电压、短路阈值电压,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压小于或等于开路阈值电压时所述失效比较单元输出开路信号,当所述温度检测点的电压大于或等于短路阈值电压时所述失效比较单元输出短路信号。
可选的,所述失效比较单元的第二输入端分时接入开路阈值电压、短路阈值电压。
可选的,所述智能电子开关包括第一开关和第二开关,所述第一开关的一端接入开路阈值电压,所述第一开关的另一端与所述失效比较单元的第二输入端连接,所述第二开关的一端接入短路阈值电压,所述第二开关的另一端与所述失效比较单元的第二输入端连接,当所述第一开关导通时所述第二开关断开截止,当所述第二开关导通时所述第一开关断开截止,当所述第一开关导通时所述失效比较单元用于开路检测,当所述第二开关导通时所述失效比较单元用于短路检测。
可选的,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端接入检测控制信号,所述检测控制信号用于控制第一开关、第二开关的导通或者截止,所述检测控制信号还用于对应输送给所述驱动控制单元和/或微处理器。
可选的,所述第一元件一端与所述电源供电端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源接地端连接;所述失效阈值电压包括开路阈值电压和短路阈值电压,所述失效判断单元包括失效比较单元,所述失效比较单元的第一输入端经由第五开关与所述温度检测点连接,所述失效比较单元的第一输入端还经由第四开关接入短路阈值电压,所述失效比较单元的第二输入端经由第六开关与所述温度检测点连接,所述失效比较单元的第二输入端还经由第三开关接入开路阈值电压,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,其中,所述第三开关与所述第五开关同时导通并且同时关断,所述第四开关与所述第六开关同时导通并且同时关断,当所述第三开关、第五开关导通时所述第四开关、第六开关断开截止,当所述第四开关、第六开关导通时所述第三开关、第五开关断开截止,当所述第三开关、第五开关导通且温度检测点的电压大于或等于开路阈值电压时所述失效比较单元输出开路信号,当所述第四开关、第六开关导通且温度检测点的电压小于或等于短路阈值电压时所述失效比较单元输出短路信号,其中,所述开路阈值电压大于所述短路阈值电压;或者,
所述第一元件一端与所述电源接地端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源供电端连接;所述失效阈值电压包括开路阈值电压和短路阈值电压,所述失效判断单元包括失效比较单元,所述失效比较单元的第一输入端经由第五开关与所述温度检测点连接,所述失效比较单元的第一输入端还经由第四开关接入短路阈值电压,所述失效比较单元的第二输入端经由第六开关与所述温度检测点连接,所述失效比较单元的第二输入端还经由第三开关接入开路阈值电压,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,其中,所述第三开关与所述第五开关同时导通并且同时关断,所述第四开关与所述第六开关同时导通并且同时关断,当所述第三开关、第五开关导通时所述第四开关、第六开关断开截止,当所述第四开关、第六开关导通时所述第三开关、第五开关断开截止,当所述第三开关、第五开关导通且所述温度检测点的电压小于或等于开路阈值电压时所述失效比较单元输出开路信号,当所述第四开关、第六开关导通且所述温度检测点的电压大于或等于短路阈值电压时所述失效比较单元输出短路信号,其中,所述开路阈值电压小于所述短路阈值电压。
可选的,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和微处理器连接,所述第三开关的控制端、所述第四开关的控制端、第五开关的控制端、所述第六开关的控制端接入检测控制信号,所述检测控制信号用于控制第三开关、第四开关、第五开关、第六开关的导通或者截止,所述检测控制信号还用于输送给所述微处理器。
可选的,所述第一元件为电流源或者分压电阻,所述温度检测单元为一个或多个串联的二极管,或者所述温度检测单元为一个或多个串联的热敏电阻,所述温度检测单元为负温度系数的温度检测单元或者为正温度系数的温度检测单元。
可选的,所述智能电子开关还包括过温比较单元,其第一输入端接入过温阈值电压,其第二输入端与所述温度检测点连接,其输出端与所述驱动控制单元连接,所述过温比较单元比较温度检测点的电压与过温阈值电压以确定是否输出过温信号,当所述驱动控制单元接收到过温信号时其控制所述功率开关关断截止。
可选的,所述功率开关为NMOS管、PMOS管、结型FET或者IGBT,和/或,所述功率开关被实施为硅器件、碳化硅、砷化镓或者氮化镓。
本申请实施例第二方面提供了一种集成电路芯片,包括上述智能电子开关,其中,所述电源供电端为电源供电引脚,所述电源接地端为电源接地引脚,所述负载输出端为负载输出引脚。
本申请实施例第三方面提供了一种芯片产品,包括上述智能电子开关,其中,所述智能电子开关除功率开关、温度检测单元之外的元件位于第一集成电路芯片上,所述功率开关、温度检测单元位于第二集成电路芯片上;
其中,所述电源供电端为电源供电引脚,所述电源接地端为电源接地引脚,所述负载输出端为负载输出引脚,所述电源供电引脚、电源接地引脚位于第一集成电路芯片上,所述负载输出引脚位于第二集成电路芯片上。
本申请实施例第四方面提供了一种汽车,包括上述智能电子开关或者上述的集成电路芯片或者上述的芯片产品;
还包括电池、负载和微处理器,其中,所述电池的正极与电源供电端连接,所述电池的负极与所述电源接地端连接,所述负载的一端与所述负载输出端连接,所述负载的另一端与所述电源接地端或者所述电源供电端连接,所述微处理器与所述智能电子开关连接。
可选的,所述汽车为电动汽车或者混动汽车,所述负载包括电阻性负载、电感性负载和电容性负载至少其中之一。
本申请实施例的智能电子开关增设失效判断单元,失效判断单元可以对温度检测单元进行开路失效检测和/或短路失效检测,当温度检测单元开路失效或者短路失效时,失效判断单元均能知道,失效判断单元输出开路信号或者短路信号,当温度检测单元开路失效或者短路失效时可以关断功率开关,防止功率开关温度的进一步上升,有利于保护功率开关。而且,开路信号或者短路信号可以发送给微处理器,微处理器接收到开路信号或者短路信号可以进行处理,以方便做出温度检测单元开路失效或者短路失效的提醒,例如微处理器将失效对应代码发送给远端的服务器,方便后面的维修或者维护,节省检查、判断的时间,提升了维修或者维护的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请第一实施例的电池、智能电子开关、负载等的电路模块图;
图2是本申请另一实施例的电池、智能电子开关、负载等的电路模块图;
图3是本申请第一实施例的温度处理模块、驱动控制单元、微处理器的电路模块图;
图4是本申请再一实施例的电池、智能电子开关、负载等的电路模块图;
图5是本申请又一实施例的电池、智能电子开关、负载等的电路模块图;
图6是本申请第二实施例的温度处理模块、驱动控制单元、微处理器的电路模块图;
图7是本申请第三实施例的温度处理模块、驱动控制单元、微处理器的电路模块图;
图号说明:
110-电池;120-负载;130-限流电阻;140-防反接二极管;150-保险丝;210-功率开关;221-第一元件;222-温度检测单元;230-驱动控制单元;240-温度处理模块;250-内部供电单元;300-微处理器;VBAT-电源供电端/引脚;GND-电源接地端/引脚;OUT-负载输出端/引脚;QD1-第一驱动引脚;TS1-第一测温引脚;QD2-第二驱动引脚;TS2-第二测温引脚;TS3-第三测温引脚;DY-电压引脚;A1-过温比较单元;A2-开路比较单元;A3-短路比较单元;A4-失效比较单元;TP-温度检测点;JC-检测控制信号;Vref1-过温阈值电压;Vref2-开路阈值电压;Vref3-短路阈值电压。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象,而并非用于描述特定的顺序。本申请的连接包含直接连接和间接连接,间接连接是指连接的两个元器件之间还可以存在其他电子元器件、引脚等。本申请提到的XX端可能是实际存在的端子,也可能不是实际存在的端子,例如仅仅为元器件的一端或者导线的一端。本申请提到的和/或包含三种情况,例如A和/或B,包含A、B、A和B这三种情况。
第一实施例
本申请实施例提供一种汽车,汽车可以为电动汽车,例如电动乘用车或者电动商务车等,也可以为混动汽车、燃油汽车,汽车包括电池110、负载120、微处理器300和智能电子开关。其中,电池110一般为蓄电池,蓄电池向外提供12V、24V、48V等电压,当然也可以是其他类型的电池。负载120包括电阻性负载、电感性负载和电容性负载至少其中之一,电阻性负载例如为座椅调节装置、辅助加热装置、窗户加热装置、发光二极管(LED)、后部照明或其他电阻性负载,电感性负载例如为用于一个或多个擦拭器系统的泵、致动器、马达、防抱死制动系统(ABS)、电子制动系统(EBS)、风扇或包括电感性负载的其他系统,电容性负载例如为照明元件,例如氙弧灯。微控制器与智能电子开关连接,用于控制智能电子开关,同时,智能电子开关向微处理器300反馈其状态以及相关参数信息,例如诊断的相关参数信息,以供微处理器300进行处理。
请参见图1,在本实施例中,智能电子开关包括电源供电端VBAT、电源接地端GND、负载输出端OUT,其中,电源供电端VBAT与电池110的正极连接,电源接地端GND与电池110的负极连接,在本实施例中,电源接地端GND与电池110的负极之间还设有防反接二极管140和限流电阻130,负载输出端OUT与负载120的一端连接,负载120的另一端与电池110的负极连接。另外,在本申请的其他实施例中,电源接地端GND与电池110的负极之间还可以不设有防反接二极管140和限流电阻130。
在本实施例中,智能电子开关还包括功率开关210和驱动控制单元230,其一端经由负载输出端OUT与负载120串联,其另一端与电源供电端VBAT连接,其控制端与驱动控制单元230连接,驱动控制单元230用于控制功率开关210是否导通。在本实施例中,功率开关210为NMOS管、PMOS管、结型FET或者IGBT等,图示中以NMOS管为例进行说明,功率开关210可以被实施为硅器件,或者可以使用其他半导体材料来实施,例如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)或者氮化镓(GaN)等。
在图1中,功率开关210被连接为高侧开关,这是连接在电源供电端VBAT与负载120之间的开关。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,请参见图2,功率开关210被连接为低侧开关,这是连接在负载120与电源接地端GND之间。
请继续参见图1,为了检测功率开关210的温度,在本实施例中,智能电子开关还包括内部供电单元250和温度检测支路(图中未示意),内部供电单元250一端与电源供电端VBAT连接,其另一端与温度检测支路连接,内部供电单元250用于将电源供电端VBAT的电压进行降压,例如由12V降低到5V,内部供电单元250输出的电压用于提供给温度检测支路或者其他电路,内部供电单元250的一种实现方式为低压差线性稳压器(lowdropoutregulator,LDO)。另外,在本申请的其他实施例中,还可以不设有内部供电单元(例如图2中可以不设有内部供电单元),此时电源供电端VBAT的电压范围例如为3.3V-5V,电源供电端VBAT经由降压单元与电池110连接。在本实施例中,温度检测支路包括温度检测单元222和第一元件221,其中,温度检测单元222与第一元件221串联,温度检测单元222与第一元件221相连的点为温度检测点TP,温度检测单元222邻近功率开关210设置或者嵌入功率开关210中,以用于比较精准的检测功率开关210的温度。在本实施例中,温度检测单元222的一端与电源接地端GND连接,温度检测单元222的另一端与第一元件221的一端连接,第一元件221的另一端经由内部供电单元250与电源供电端VBAT连接。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,温度检测单元222的一端经由内部供电单元250与电源供电端VBAT连接,温度检测单元222的另一端与第一元件221的一端连接,第一元件221的另一端与电源接地端GND连接。在本实施例中,温度检测单元222为负温度系数的温度检测单元222,此时功率开关210的温度越高,温度检测单元222上的温度也越高,温度检测点TP的电压越低,功率开关210的温度越低,温度检测单元222上的温度也越低,温度检测点TP的电压越高。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,温度检测单元222还可以为正温度系数的温度检测单元222,此时功率开关210的温度越高,温度检测单元222上的温度也越高,温度检测点TP的电压越高,功率开关210的温度越低,温度检测单元222上的温度也越低,温度检测点TP的电压越低。在本实施例中,温度检测单元222为一个或多个串联的二极管,图中以一个二极管为例进行说明。在本申请的其他实施例中,温度检测单元222为一个或多个串联的热敏电阻。在本实施例中,第一元件221可以为电流源或者分压电阻,图中以电流源为例进行说明。
为了实现过温保护,请结合参见图1和图3,在本实施例中,智能电子开关还包括温度处理模块240,温度处理模块240包括过温比较单元A1,过温比较单元A1在本实施例中为电压比较器,过温比较单元A1具有两个输入端,其第一输入端接入过温阈值电压Vref1,其第二输入端与温度检测点TP连接,其输出端与驱动控制单元230连接。在本实施例中,过温阈值电压Vref1的范围为0.3V-0.5V,例如为0.3V、0.4V、0.5V等,第一输入端为同向端,第二输入端为反向端(以此为例进行说明),或者同向端与反向端反过来。在正常温度下,例如室温20摄氏度时,此时二极管上的电压为0.7V,也即温度检测点TP的电压为0.7V,在正常温度时,温度检测点TP的电压大于过温阈值电压Vref1,也即第二输入端的电压大于第一输入端的电压,从而过温比较单元A1输出低电平信号,表示功率元件的温度在正常范围内,当功率元件的温度过高时,例如超过175℃时,例如180℃,此时温度检测点TP的电压会小于或等于过温阈值电压Vref1,此时过温比较单元A1输出高电平信号,高电平信号即为过温信号,当驱动控制单元230接收到过温信号时其控制功率开关210关断截止,从而功率开关210上不会有电流流过,功率开关210的温度不会继续上升,从而有利于保护功率开关210,防止功率开关210由于温度过高而损坏。另外,在本申请的其他实施例中,当同向端和反向端反过来等情形时,过温信号也可以为低电平信号。
为了防止温度检测单元222失效而导致过温保护失效,造成功率开关210由于过温而损坏,在本实施例中,温度处理模块240还包括失效判断单元,失效判断单元的一个输入端与温度检测点TP连接,另一个输入端接入失效阈值电压,失效检测单元比较温度检测点TP的电压与失效阈值电压以输出温度检测单元222是否失效的信号。
具体而言,发明人发现一般温度检测单元222失效包括开路失效和短路失效,开路失效对应温度检测单元222断开,短路失效对应温度检测单元222短接。对应的,请参见图3,失效判断单元包括开路比较单元A2和短路比较单元A3,开路比较单元A2和短路比较单元A3在本实施例中均为电压比较器,失效阈值电压包括开路阈值电压Vref2和短路阈值电压Vref3,在本实施例中,开路阈值电压Vref2大于过温阈值电压Vref1,过温阈值电压Vref1大于短路阈值电压Vref3,智能电子开关在正常工作范围(-55℃-175℃)内温度检测点TP的电压不会到达开路阈值电压Vref2,也不会到达短路阈值电压Vref3,在本实施例中,开路阈值电压Vref2一般大于或等于2V,且小于内部供电单元250的输出电压,例如为2V、2.2V、2.5V、3V等,短路阈值电压Vref3一般小于或等于0.15V,且大于电源接地端GND的电压,例如为0.15V、0.12V、0.1V、0.05V等。
在本实施例中,开路比较单元A2和短路比较单元A3均具有两个输入端,开路比较单元A2的第一输入端与温度检测点TP连接,开路比较单元A2的第二输入端接入开路阈值电压Vref2,其输出端与驱动控制单元230连接;短路比较单元A3的第一输入端接入短路阈值电压Vref3,短路比较单元A3的第二输入端与温度检测点TP连接,其输出端与微处理器300连接。在本实施例中,第一输入端为同向端,第二输入端为反向端,或者同向端、反向端两者反过来。从而,在正常情况下,开路比较单元A2会判断温度检测点TP的电压小于开路阈值电压Vref2,也即第一输入端的电压小于第二输入端的电压,此时开路比较单元A2输出低电平信号;短路比较单元A3会判断温度检测点TP的电压大于短路阈值电压Vref3,也即第二输入端的电压会大于第一输入端的电压,此时短路比较单元A3会输出低电平信号。当温度检测单元222出现开路失效时,此时温度检测支路在温度检测单元222处断开,温度检测点TP的电压接近内部供电单元250的输出电压,例如为5V,此时温度检测点TP的电压大于或等于开路阈值电压Vref2,也即第一输入端的电压会大于或等于第二输入端的电压,此时开路比较单元A2输出高电平信号,高电平信号为开路信号。当温度检测单元222出现短路失效时,此时温度检测支路在温度检测单元222处短路,此时温度检测点TP短接到电源接地端GND,温度检测点TP的电压接近电源接地端GND的电压,例如接近0V,此时温度检测点TP的电压小于或等于短路阈值电压Vref3,也即第二输入端的电压会小于或等于第一输入端的电压,此时短路比较单元A3会输出高电平信号,高电平信号为短路信号,同时,过温比较单元A1会输出过温信号。
在本实施例中,开路比较单元A2的输出端连接到驱动控制单元230,当开路比较单元A2输出开路信号或者过温比较单元A1输出过温信号时,驱动控制单元230控制功率开关210断开截止。另外,在本实施例中,开路比较单元A2的输出端、短路比较单元A3的输出端还连接到微处理器300,当微处理器300接收到开路信号或者短路信号时,微处理器300可以知晓温度检测单元222出现开路故障或者短路故障,微处理器300可以指示温度检测单元222开路失效或者短路失效,以方便后续对故障的判断。另外,在本申请的其他实施例中,短路比较单元A3的输出端也可以连接到驱动控制单元230,当驱动控制单元230接收到短路信号时,驱动控制单元230控制功率开关210断开截止。
本实施例的智能电子开关增设失效判断单元,失效判断单元包括开路比较单元A2和短路比较单元A3,当温度检测单元222开路失效或者短路失效时,失效判断单元均能知道,失效判断单元输出开路信号或者短路信号,当温度检测单元222开路失效或者短路失效时可以关断功率开关210,防止功率开关210温度的进一步上升。而且,开路信号或者短路信号可以发送给微处理器300,微处理器300接收到开路信号或者短路信号可以进行处理,以方便做出温度检测单元222开路失效或者短路失效的提醒,例如微处理器300将对应代码发送给远端的服务器,方便后面的维修或者维护,节省检查、判断的时间,提升了维修或者维护的效率。
在本实施例中,电池110与电源供电端VBAT之间还串联有保险丝150,保险丝150用于防止线路上电流过大造成故障。
另外,在本申请的其他实施例中,温度检测单元222与第一元件221的位置还可以调换过来时,也即,请参见图4,第一元件221一端与电源接地端GND连接,其另一端与温度检测单元222一端连接,温度检测单元222的另一端与电源供电端VBAT连接(内部供电单元250可以存在或者省略)。当温度检测单元222出现开路失效时,此时温度检测点TP的电压接近电源接地端GND的电压,开路阈值电压Vref2一般小于或等于0.15V,且大于电源接地端GND的电压;当温度检测单元222出现短路失效时,此时温度检测点TP的电压接近内部供电单元250输出的电压或者电源供电端VBAT的电压,短路阈值电压Vref3一般大于或等于2V,且小于内部供电单元250的输出电压或者电源供电端VBAT的电压,当温度检测单元222既未出现开路失效,也没出现短路失效时,此时温度检测点TP的电压大于开路阈值电压Vref2且小于短路阈值电压Vref3。另外,在本申请的其他实施例中,当温度检测单元222为正温度系数的温度检测单元222时,此时过温阈值电压Vref1的范围为0.9V-1.2V,例如为0.9V、1V、1.1V、1.2V等。
另外,在本申请的其他实施例中,开路比较单元A2、短路比较单元A3可以只存在一个,不必然需要两者同时具备。
本申请实施例还提供一种集成电路芯片,集成电路芯片包括上述的智能电子开关,也即上述的智能电子开关做在同一半导体衬底上。其中,电源供电端VBAT为电源供电引脚VBAT,电源接地端GND为电源接地引脚GND,负载输出端OUT为负载输出引脚OUT。
本申请其他实施例还提供一种芯片产品,请参见图5,芯片产品包括上述的智能电子开关,其中,智能电子开关除功率开关210、温度检测单元222之外的元件位于第一集成电路芯片上,功率开关210、温度检测单元222位于第二集成电路芯片上,也即,第一集成电路芯片做在一个半导体衬底上,第二集成电路芯片做在另一个半导体衬底上。其中,电源供电端VBAT为电源供电引脚VBAT,电源接地端GND为电源接地引脚GND,负载输出端OUT为负载输出引脚OUT,电源供电引脚VBAT、电源接地引脚GND位于第一集成电路芯片上,负载输出引脚OUT位于第二集成电路芯片上。另外,第一集成电路芯片还包括其他的引脚,例如图5中包括第一驱动引脚QD1、第一测温引脚TS1,第二集成电路芯片还包括其他的引脚,例如图示中包括第二驱动引脚QD2、第二测温引脚TS2、第三测温引脚TS3、电压引脚DY,其中,第一驱动引脚QD1分别与驱动控制单元230、第二驱动引脚QD2连接,第二驱动引脚QD2与功率开关210的控制端连接,第一测温引脚TS1分别与第一元件221、第二测温引脚TS2连接,第二测温引脚TS2与温度检测单元222一端连接,第三测温引脚TS3与温度检测单元222另一端连接,第三测温引脚TS3还与电源接地引脚GND、内部供电单元250或者电源供电引脚VBAT连接,功率开关210的一端与电压引脚DY连接,电压引脚DY用于与电池正极或负极连接,另外,第一集成电路芯片、第二集成电路芯片还可以根据需要省略相关的引脚,或者合并相关的引脚。另外,第一集成电路芯片、第二集成电路芯片还可以根据需要增设其他的引脚。在此处,第一集成电路芯片、第二集成电路芯片封装成一个产品。
另外,在本申请的其他实施例中,本实施例的智能电子开关、集成电路芯片不限于用于汽车电子上,还可以用于工业自动化、航空航天等领域。
本实施例为了实现精准判断温度检测单元222是开路失效还是短路失效,需要通过两个电压比较器进行判断,提升了成本,为了降低成本,以下描述第二实施例。
第二实施例
请参阅图6,图6是本申请第二实施例的失效判断单元、过温比较单元A1、驱动控制单元230和微处理器300的电路模块图,本实施例与第一实施例相似,因此本实施例未描述的部分可以参照第一实施例,本实施例与第一实施例的主要不同点为开路失效、短路失效共用同一个比较单元。
请结合参见图1和图6,在本实施例中,失效判断单元为失效比较单元A4,失效比较单元A4为电压比较器,失效比较单元A4具有两个输入端,失效比较单元A4的第一输入端与温度检测点TP连接,失效比较单元A4的第二输入端分时接入开路阈值电压Vref2和短路阈值电压Vref3,失效比较单元A4的输出端分别与驱动控制单元230、微处理器300连接。在本实施例中,第一输入端为同向端,第二输入端为反向端,或者反过来。
具体而言,在本实施例中,温度处理模块240还包括第一开关和第二开关,其中,第一开关、第二开关为MOS管、FET等,第一开关导通时第二开关断开截止,第二开关导通时第一开关断开截止。在本实施例的一种实现方式中,第一开关的控制端与第二开关的控制端均接入同一个检测控制信号JC,检测控制信号JC例如为方波信号(当然也可以是本领域技术人员认为的其他合适的信号),处于方波信号的高电平时第一开关导通,第二开关断开,处于方波信号的低电平时第一开关断开,第二开关导通,或者反过来,同时,同一方波信号也会输出给驱动控制单元230,从而驱动控制单元230知道此时哪个开关导通,较佳的,在本实施例中方波信号为时钟信号。在本实施例中,第一开关例如为NMOS管,第二开关例如为PMOS管。在本实施例中,开路阈值电压Vref2经由第一开关与失效比较单元A4的第一输入端连接,短路阈值电压Vref3经由第二开关与失效比较单元A4的第一输入端连接,当第一开关导通时,此时失效比较单元A4比较温度检测点TP的电压与开路阈值电压Vref2的大小,当第二开关导通时,此时失效比较单元A4比较温度检测点TP的电压与短路阈值电压Vref3的大小。
当第一开关导通时,此时进行开路失效检测,温度检测单元222正常时,温度检测点TP的电压小于开路阈值电压Vref2,也即失效比较单元A4的第一输入端的电压小于第二输入端的电压,失效比较单元A4输出低电平信号;当第二开关导通时,此时进行短路失效检测,温度检测单元222正常时,温度检测点TP的电压大于短路阈值电压Vref3,也即失效比较单元A4的第一输入端的电压大于第二输入端的电压,失效比较单元A4输出高电平信号。当温度检测单元222失效时,例如开路失效时,当第一开关导通时,温度检测点TP的电压大于或等于开路阈值电压Vref2,也即失效比较单元A4的第一输入端的电压大于或等于第二输入端的电压,失效比较单元A4输出高电平信号,此高电平信号为开路信号,驱动控制单元230接收到开路信号时控制功率开关210断开截止;例如短路失效时,当第二开关导通时,温度检测点TP的电压小于或等于短路阈值电压Vref3,也即失效比较单元A4的第一输入端的电压小于或等于第二输入端的电压,失效比较单元A4输出低电平信号,此低电平信号为短路信号,驱动控制单元230接收到短路信号时控制功率开关210断开截止。
本实施例通过同一个失效比较单元A4,既可以对温度检测单元222进行开路检测,也能进行短路检测,不需要设置两个比较单元,有利于降低成本。
在本实施例中,检测控制信号JC也输送到驱动控制单元230,驱动控制单元230通过接收的检测控制信号JC,知道此时失效比较单元A4是进行开路失效检测还是短路失效检测,并且驱动控制单元230根据检测控制信号JC和失效比较单元A4的输出信号确认是否要关断功率开关210。
在本实施例中,失效比较单元A4的输出端还与微处理器300连接,同时,检测控制信号JC也输送到微处理器300,从而微处理器300接收失效比较单元A4输出端的信号和检测控制信号JC,知道此时失效比较单元A4是进行开路失效检测还是短路失效检测。
在本实施例中,当温度检测单元222正常时,第一开关导通时,失效比较单元A4输出低电平信号,第二开关导通时,失效比较单元A4会输出高电平信号,从而失效比较单元A4的输出信号在高电平信号、低电平信号来回切换,信号来回切换不迅速容易误判断开路信号或者短路信号,造成失效误触发,为了解决该问题,本申请提供第三实施例。
第三实施例
请参阅图7,图7是本申请第三实施例的失效判断单元、过温比较单元A1、驱动控制单元230和微处理器300的电路模块图,本实施例与第二实施例相似,因此本实施例未描述的部分可以参照第二实施例,本实施例与第二实施例的主要不同点为当温度检测单元222开路失效、短路失效时失效判断单元输出同一电平信号,正常时失效判断单元输出另一同一电平信号。
请结合参见图1和图7,在本实施例中,失效判断单元为失效比较单元A4,失效比较单元A4为电压比较器,失效比较单元A4包括两个输入端,失效比较单元A4的第一输入端与温度检测点TP连接或者接入短路阈值电压Vref3,失效比较单元A4的第二输入端接入开路阈值电压Vref2或者与温度检测点TP连接,失效比较单元A4的输出端分别与驱动控制单元230、微处理器300连接。在本实施例中,第一输入端为同向端,第二输入端为反向端,或者反过来。
具体而言,在本实施例中,温度处理模块240还包括第三开关、第四开关、第五开关和第六开关,其中,第三开关-第六开关为MOS管、FET等,第三开关、第五开关同时导通、同时关断,第四开关、第六开关同时导通、同时关断,且第三开关与第四开关不同时导通。在本实施例的一种实现方式中,第三开关、第四开关、第五开关、第六开关的控制端均接入同一个检测控制信号JC,检测控制信号JC例如为方波信号,处于方波信号的高电平时第三开关与第五开关导通,此时第四开关、第六开关断开,处于方波信号的低电平时第三开关与第五开关断开,第四开关、第六开关导通,或者反过来,同时,同一方波信号也会输出给驱动控制单元230,从而驱动控制单元230知道此时哪个开关导通,较佳的,方波信号为时钟信号。在本实施例中,第三开关、第五开关例如为NMOS管,第四开关、第六开关例如为PMOS管。在本实施例中,开路阈值电压Vref2经由第三开关与失效比较单元A4的第二输入端连接,短路阈值电压Vref3经由第四开关与失效比较单元A4的第一输入端连接,温度检测点TP经由第五开关与失效比较单元A4的第一输入端连接,温度检测点TP还经由第六开关与失效比较单元A4的第二输入端连接。当第三开关、第五开关导通时,此时进行开路失效检测,失效比较单元A4比较温度检测点TP的电压与开路阈值电压Vref2的大小,当第四开关、第六开关导通时,此时进行短路失效检测,失效比较单元A4比较温度检测点TP的电压与短路阈值电压Vref3的大小。
当第三开关、第五开关导通时,此时进行开路失效检测,温度检测单元222正常时,温度检测点TP的电压小于开路阈值电压Vref2,也即失效比较单元A4的第一输入端的电压小于第二输入端的电压,失效比较单元A4输出低电平信号;当第四开关、第六开关导通时,此时进行短路失效检测,温度检测单元222正常时,温度检测点TP的电压大于短路阈值电压Vref3,也即失效比较单元A4的第一输入端的电压小于第二输入端的电压,失效比较单元A4也输出低电平信号,也即温度检测单元222正常时,不管是开路失效检测还是短路失效检测,失效比较单元A4均输出低电平信号,不需要进行高、低电平信号的切换。温度检测单元222失效时,例如开路失效时,当第三开关、第五开关导通时,温度检测点TP的电压大于或等于开路阈值电压Vref2,也即失效比较单元A4的第一输入端的电压大于或等于第二输入端的电压,失效比较单元A4输出高电平信号,此高电平信号为开路信号,驱动控制单元230接收到开路信号时控制功率开关210断开截止;例如短路失效时,当第四开关、第六开关导通时,温度检测点TP的电压小于或等于短路阈值电压Vref3,也即失效比较单元A4的第一输入端的电压大于或等于第二输入端的电压,失效比较单元A4输出高电平信号,此高电平信号为短路信号,驱动控制单元230接收到短路信号时控制功率开关210断开截止。
本实施例通过同一个失效比较单元A4,既可以对温度检测单元222进行开路失效检测,也能进行短路失效检测,不需要设置两个比较单元,有利于降低成本。而且,当温度检测单元222正常时,不管是开路失效检测还是短路失效检测,失效比较单元A4均输出同一种电平信号,失效比较单元A4不需要对输出信号进行切换,从而失效比较单元A4不容易出现输出信号混乱的问题,驱动控制单元230或者微处理器300不会误判断开路信号或者短路信号。
在本实施例中,因为开路信号和短路信号为同一种电平信号,因而检测控制信号JC不需要输送给驱动控制单元230,当驱动控制单元230接收到开路信号或者短路信号时,驱动控制单元230不需要判断为何种信号,只需要控制功率开关210断开即可。当然,在本申请的其他实施例中,检测控制信号JC也可以输出给驱动控制单元230,驱动控制单元230可以知道此时失效比较单元A4是进行开路失效检测还是短路失效检测。
在本实施例中,在本实施例中,失效比较单元A4的输出端还与微处理器300连接,同时,检测控制信号JC也输送到微处理器300,从而微处理器300接收失效比较单元A4输出端的信号和检测控制信号JC,辨别出此时失效比较单元A4是进行开路失效检测还是短路失效检测,当出现故障时能辨别出温度检测单元222是开路失效还是短路失效,并进行对应的提醒,例如微处理器300将对应代码发送给远端的服务器,方便后面的维修或者维护,节省检查、判断的时间,提升了维修或者维护的效率。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
应当理解的是,在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已,当然不能以此来限定本申请之权利范围,因此依本申请权利要求所作的等同变化,仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (16)

1.一种防止温度检测失效的智能电子开关,其特征在于,包括:
电源供电端、电源接地端、负载输出端、驱动控制单元,其中,所述电源供电端用于与电池的正极连接,所述电源接地端用于与电池的负极连接,所述负载输出端用于与负载连接;
功率开关,其用于与负载串联,其一端与电源供电端或者电源接地端连接,其另外一端与负载输出端连接,其控制端与驱动控制单元连接,所述驱动控制单元用于控制所述功率开关开启导通或者关断截止;
温度检测支路,其一端与电源供电端连接,其另一端与电源接地端连接,其包括温度检测单元和第一元件,所述温度检测单元与所述第一元件串联,所述温度检测单元与所述第一元件相连的点为温度检测点,所述温度检测单元邻近功率开关设置或者嵌入功率开关中,以用于检测功率开关的温度;
失效判断单元,其一个输入端与所述温度检测点连接,其另一个输入端接入失效阈值电压,所述失效检测单元比较温度检测点的电压与所述失效阈值电压以输出温度检测单元是否失效的信号。
2.根据权利要求1所述的智能电子开关,其特征在于,所述第一元件一端与所述电源供电端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源接地端连接;所述失效判断单元包括开路比较单元,所述失效阈值电压包括开路阈值电压,所述开路比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端接入开路阈值电压,所述开路比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压大于或等于开路阈值电压时所述开路比较单元输出开路信号;或者,
所述第一元件一端与所述电源接地端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源供电端连接;所述失效判断单元包括开路比较单元,所述失效阈值电压包括开路阈值电压,所述开路比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端接入开路阈值电压,所述开路比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压小于或等于开路阈值电压时所述开路比较单元输出开路信号。
3.根据权利要求1所述的智能电子开关,其特征在于,所述第一元件一端与所述电源供电端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源接地端连接;所述失效判断单元包括短路比较单元,所述失效阈值电压包括短路阈值电压,所述短路比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端接入短路阈值电压,所述短路比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压小于或等于短路阈值电压时所述短路比较单元输出短路信号;或者,
所述第一元件一端与所述电源接地端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源供电端连接;所述失效判断单元包括短路比较单元,所述失效阈值电压包括短路阈值电压,所述短路比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端接入短路阈值电压,所述短路比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压大于或等于短路阈值电压时所述短路比较单元输出短路信号。
4.根据权利要求1所述的智能电子开关,其特征在于,所述第一元件一端与所述电源供电端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源接地端连接;所述失效阈值电压包括开路阈值电压和短路阈值电压,所述失效判断单元包括失效比较单元,所述失效比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端对应接入开路阈值电压、短路阈值电压,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压大于或等于开路阈值电压时所述失效比较单元输出开路信号,当所述温度检测点的电压小于或等于短路阈值电压时所述失效比较单元输出短路信号;或者,
所述第一元件一端与所述电源接地端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源供电端连接;所述失效阈值电压包括开路阈值电压和短路阈值电压,所述失效判断单元包括失效比较单元,所述失效比较单元的第一输入端与所述温度检测点连接,其第二输入端对应接入开路阈值电压、短路阈值电压,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,当所述温度检测点的电压小于或等于开路阈值电压时所述失效比较单元输出开路信号,当所述温度检测点的电压大于或等于短路阈值电压时所述失效比较单元输出短路信号。
5.根据权利要求4所述的智能电子开关,其特征在于,所述失效比较单元的第二输入端分时接入开路阈值电压、短路阈值电压。
6.根据权利要求5所述的智能电子开关,其特征在于,所述智能电子开关包括第一开关和第二开关,所述第一开关的一端接入开路阈值电压,所述第一开关的另一端与所述失效比较单元的第二输入端连接,所述第二开关的一端接入短路阈值电压,所述第二开关的另一端与所述失效比较单元的第二输入端连接,当所述第一开关导通时所述第二开关断开截止,当所述第二开关导通时所述第一开关断开截止,当所述第一开关导通时所述失效比较单元用于开路检测,当所述第二开关导通时所述失效比较单元用于短路检测。
7.根据权利要求6所述的智能电子开关,其特征在于,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端接入检测控制信号,所述检测控制信号用于控制第一开关、第二开关的导通或者截止,所述检测控制信号还用于对应输送给所述驱动控制单元和/或微处理器。
8.根据权利要求1所述的智能电子开关,其特征在于,所述第一元件一端与所述电源供电端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源接地端连接;所述失效阈值电压包括开路阈值电压和短路阈值电压,所述失效判断单元包括失效比较单元,所述失效比较单元的第一输入端经由第五开关与所述温度检测点连接,所述失效比较单元的第一输入端还经由第四开关接入短路阈值电压,所述失效比较单元的第二输入端经由第六开关与所述温度检测点连接,所述失效比较单元的第二输入端还经由第三开关接入开路阈值电压,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,其中,所述第三开关与所述第五开关同时导通并且同时关断,所述第四开关与所述第六开关同时导通并且同时关断,当所述第三开关、第五开关导通时所述第四开关、第六开关断开截止,当所述第四开关、第六开关导通时所述第三开关、第五开关断开截止,当所述第三开关、第五开关导通且温度检测点的电压大于或等于开路阈值电压时所述失效比较单元输出开路信号,当所述第四开关、第六开关导通且温度检测点的电压小于或等于短路阈值电压时所述失效比较单元输出短路信号,其中,所述开路阈值电压大于所述短路阈值电压;或者,
所述第一元件一端与所述电源接地端连接,其另一端与所述温度检测单元一端连接,所述温度检测单元的另一端与所述电源供电端连接;所述失效阈值电压包括开路阈值电压和短路阈值电压,所述失效判断单元包括失效比较单元,所述失效比较单元的第一输入端经由第五开关与所述温度检测点连接,所述失效比较单元的第一输入端还经由第四开关接入短路阈值电压,所述失效比较单元的第二输入端经由第六开关与所述温度检测点连接,所述失效比较单元的第二输入端还经由第三开关接入开路阈值电压,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和/或微处理器连接,其中,所述第三开关与所述第五开关同时导通并且同时关断,所述第四开关与所述第六开关同时导通并且同时关断,当所述第三开关、第五开关导通时所述第四开关、第六开关断开截止,当所述第四开关、第六开关导通时所述第三开关、第五开关断开截止,当所述第三开关、第五开关导通且所述温度检测点的电压小于或等于开路阈值电压时所述失效比较单元输出开路信号,当所述第四开关、第六开关导通且所述温度检测点的电压大于或等于短路阈值电压时所述失效比较单元输出短路信号,其中,所述开路阈值电压小于所述短路阈值电压。
9.根据权利要求8所述的智能电子开关,其特征在于,所述失效比较单元的输出端用于与驱动控制单元和微处理器连接,所述第三开关的控制端、所述第四开关的控制端、第五开关的控制端、所述第六开关的控制端接入检测控制信号,所述检测控制信号用于控制第三开关、第四开关、第五开关、第六开关的导通或者截止,所述检测控制信号还用于输送给所述微处理器。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的智能电子开关,其特征在于,所述第一元件为电流源或者分压电阻,所述温度检测单元为一个或多个串联的二极管,或者所述温度检测单元为一个或多个串联的热敏电阻,所述温度检测单元为负温度系数的温度检测单元或者为正温度系数的温度检测单元。
11.根据权利要求1-9任意一项所述的智能电子开关,其特征在于,所述智能电子开关还包括过温比较单元,其第一输入端接入过温阈值电压,其第二输入端与所述温度检测点连接,其输出端与所述驱动控制单元连接,所述过温比较单元比较温度检测点的电压与过温阈值电压以确定是否输出过温信号,当所述驱动控制单元接收到过温信号时其控制所述功率开关关断截止。
12.根据权利要求1-9任意一项所述的智能电子开关,其特征在于,所述功率开关为NMOS管、PMOS管、结型FET或者IGBT,和/或,所述功率开关被实施为硅器件、碳化硅、砷化镓或者氮化镓。
13.一种集成电路芯片,其特征在于,包括如权利要求1-12任意一项所述智能电子开关,其中,所述电源供电端为电源供电引脚,所述电源接地端为电源接地引脚,所述负载输出端为负载输出引脚。
14.一种芯片产品,其特征在于,包括如权利要求1-12任意一项所述智能电子开关,其中,所述智能电子开关除功率开关、温度检测单元之外的元件位于第一集成电路芯片上,所述功率开关、温度检测单元位于第二集成电路芯片上;
其中,所述电源供电端为电源供电引脚,所述电源接地端为电源接地引脚,所述负载输出端为负载输出引脚,所述电源供电引脚、电源接地引脚位于第一集成电路芯片上,所述负载输出引脚位于第二集成电路芯片上。
15.一种汽车,其特征在于,包括如权利要求1-12任意一项所述智能电子开关或者如权利要求13所述的集成电路芯片或者如权利要求14所述的芯片产品;
还包括电池、负载和微处理器,其中,所述电池的正极与电源供电端连接,所述电池的负极与所述电源接地端连接,所述负载的一端与所述负载输出端连接,所述负载的另一端与所述电源接地端或者所述电源供电端连接,所述微处理器与所述智能电子开关连接。
16.根据权利要求15所述的汽车,其特征在于,所述汽车为电动汽车、混动汽车或者燃油汽车,所述负载包括电阻性负载、电感性负载和电容性负载至少其中之一。
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