CN117638793A - 用于电子熔断器电路的短路检测器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于电子熔断器电路的短路检测器。一种电子熔断器，该电子熔断器包括钳位电路以增强由电子熔断器提供的保护。钳位电路可快速地检测短路状况，并且向控制器传输触发信号，使得电子熔断器的功率晶体管可在通过功率晶体管的电流导致过热或损坏之前被关断。钳位电路是用于短路检测的专用电路，其可与电子熔断器的其它电流控制电路一起工作。当不处于短路状况时，钳位电路不增加电子熔断器所消耗的功率。钳位电路小且快速，因为其可使用低电压器件，即使当高电压存在于电子熔断器的输入端及输出端处时也是如此。

Description

用于电子熔断器电路的短路检测器

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2022年8月30日提交的美国临时申请63/373,892号的权益。

技术领域

本公开涉及集成微电子电路，并且更具体地涉及用于故障保护的电子熔断器电路。

背景技术

电子熔断器(e-fuse)可耦接在输入功率源和负载之间以保护负载免受过度状况的影响。由于一些原因，电子熔断器可能比传统熔断器更多用途。电子熔断器可针对宽范围的状况提供保护，所述状况诸如是过电压、过电流、过热和反向极性。电子熔断器可在比传统熔断器更低的阈值水平将负载从电流断开，这可与系统(例如，车辆)必须使用的更小规格的线路相对应。电子熔断器可用于各种保护场景，诸如保护耦接到功率总线的多个器件免受使功率总线短接的负载故障，并且可用于诸如RAID存储系统、云服务器系统、车辆系统、电信系统、工业自动化和电机之类的应用中。

发明内容

在一些方面中，本文中所描述的技术涉及一种电子熔断器，包括：功率晶体管，该功率晶体管耦接在电子熔断器的输入端与输出端之间，功率晶体管能配置在截断状况下，以在输出端处存在短路状况时将输入端与输出端断开；和钳位电路，该钳位电路被配置为响应于短路状况而生成钳位信号，该钳位电路包括：与功率晶体管并联耦接的感测晶体管；二极管接法晶体管，该二极管接法晶体管耦接在电子熔断器的输入端与感测晶体管之间并且与感测晶体管串联耦接，该二极管接法晶体管被配置为在短路状况存在时传导，使得感测晶体管传导感测电流，该感测电流与在短路状况存在时由功率晶体管传导的电流相对应；和触发电路，所述触发电路被配置为基于所述感测电流生成所述钳位信号。

在电子熔断器的可能具体实施中，当电子熔断器的输出电压比电子熔断器的输入电压小至少阈值电压时，在输出端处存在短路状况，并且当输出电压与输入电压之间的差小于阈值电压时，在输出端处存在正常状况。电子熔断器还包括控制器，该控制器被配置为：(i)当钳位信号处于第一电平时，将功率晶体管配置为截断状况；并且(ii)当钳位信号处于第二电平时，将功率晶体管配置为导通状况。

在一些方面中，本文中所描述的技术涉及一种系统，该系统包括：功率源，该功率源被配置为生成输出功率；负载，该负载被配置为基于来自功率源的输出功率进行操作；和电子熔断器，该电子熔断器在输入端处耦接到功率源并且在输出端处耦接到负载，该电子熔断器包括：钳位电路，该钳位电路被配置为响应于输出端处的短路状况而生成钳位信号，该钳位电路包括：二极管接法晶体管，该二极管接法晶体管耦接在输入端与感测晶体管之间并且与感测晶体管串联耦接，该二极管接法晶体管被配置为在短路状况存在时传导，使得感测晶体管传导感测电流，该感测电流与在短路状况存在时由电子熔断器传导的电流相对应；触发电路，所述触发电路被配置为在所述短路状况存在时基于所述感测电流生成所述钳位信号；和控制器，该控制器被配置为控制电子熔断器的功率晶体管以在短路状况存在时抵抗由电子熔断器传导的电流。

在系统的可能具体实施中，镜像晶体管和二极管接法晶体管形成电流镜，以在输出端处存在短路状况时，传导与感测电流相对应的镜像电流。镜像电流根据镜像晶体管和二极管接法晶体管之间的大小比率与感测电流相对应。

在一些方面中，本文中所描述的技术涉及一种用于控制电子熔断器的方法，该方法包括：在电子熔断器的输入端处接收输入电压；通过功率晶体管将电流从电子熔断器的输入端传导到电子熔断器的输出端；响应于输出端处的短路状况而激活二极管接法晶体管，该短路状况是电子熔断器的输出端处的输出电压比输入电压低二极管接法晶体管的导通电压；在短路状况期间利用已响应于短路状况被激活的二极管接法晶体管将感测晶体管耦接到输入端；当感测晶体管耦接到输入端时，传导感测电流通过感测晶体管；利用电流镜基于感测电流生成镜像电流，该电流镜包括二极管接法晶体管；基于镜像电流生成钳位信号；以及响应于钳位信号将功率晶体管控制在截断状况。

在以下具体实施方式及其附图内进一步解释了前述说明性发明内容，以及本公开的其他示例性目标和/或优点、以及实现方式。

附图说明

图1是根据本公开的具体实施的包括电子熔断器的系统的框图。

图2是例示图1所示系统的信号的曲线图。

图3是根据本公开的具体实施的电子熔断器的示意性框图。

图4是根据本公开的具体实施的电子熔断器的钳位电路的示意图。

图5是根据本公开的具体实施的用于控制电子熔断器的方法的流程图。

附图中的部件未必相对于彼此按比例绘制。相似附图标记在若干附图中表示相应的零件。

具体实施方式

电子熔断器(即，eFuse)可用于保护系统免受可能导致故障、损坏和/或损失的高电流的影响。类似于传统熔断器，电子熔断器可传导电流。当电流增大到阈值时，则熔断器可跳闸，使得电子熔断器抵抗(例如，阻断)电流。与传统熔断器不同，电子熔断器可以是可复位的，并且可提供与监测和响应除了电流之外的电路状况(例如，电压、温度)有关的附加功能。

电子熔断器可包括能够准确地(例如±5％)感测由eFuse传导的电流(即，I_O)并且将所感测的电流与过电流电平(即，阈值)进行比较的电流控制环路。阈值可以是可调节的(例如，可微调的)，使得它可被设置在高于系统标称电流的某个合理水平。例如，可以为预期接收2安培(A)的系统设置2.5A的阈值。准确性(例如±5％)和阈值的可调节性可允许将其设置为比传统熔断器更接近标称电流，这可放宽系统的功率处置要求。例如，阈值具有宽变化(即，低准确性)的传统熔断器可能必须被设置为远高于2A以避免不必要地跳闸(例如，5A)，这可能需要在系统中使用更大(即，更重、更昂贵)的器件和导体。然而，电子熔断器的准确性可能以牺牲其速度为代价。

在电流增大到阈值以上的第一时间与eFuse响应的第二时间之间的过电流时间段期间可能存在(例如，发生)高电流。可能期望最小化过电流时间段以防止过度加热和/或损坏。在保持准确性的同时最小化过电流时间段可能是有问题的，因为满足这两个要求可能增加电子熔断器的复杂性、大小和/或功耗。本公开用电子熔断器至少解决这个技术问题，该电子熔断器利用可快速响应快速过电流状况(诸如短路)的钳位电路。钳位电路可补充传统电流控制环路，使得eFuse可以既准确且快速。此外，钳位电路具有比其它快速响应方法更低的复杂度、大小和功耗。

图1是根据本公开的具体实施的包括电子熔断器的系统的框图。系统100包括功率源110，其被配置为供应功率(即，电压、电流)以使得能够实现负载120的操作。功率源可以是任何电压/电流源，诸如电池、电源、功率转换器、功率逆变器、发电机等。功率源110可耦接到电子熔断器130的输入端111，该电子熔断器耦接在功率源110和负载120之间。电子熔断器130可在输入端口(即，输入端111)处具有输入电压(V_IN)并且在输出端口(即，输出端121)处具有输出电压(V_OUT)。电子熔断器130包括功率晶体管135(M₀)。如图所示，功率晶体管135可以是额定工作于高电压(例如，>10V)域中的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。功率晶体管135可被(例如，栅极端子(G)处的信号)配置为处于导通状况以在电子熔断器130的输入端111与输出端121之间传导电流(I_O)。电子熔断器130还可包括感测和控制逻辑部件140，用于感测输入电压(V_IN)、输出电压(V_OUT)和/或电流(I_O)以确定负载的状况(即，负载状况)。在重负载状况(例如，短路状况)，输出电流可能增加(即，从正常状况增大)。当电流变得太高时(例如，与标称电流相比)，则功率晶体管135可被配置在截断状况以抵抗(例如，阻断)在输入端111与输出端121之间流动的电流，否则功率晶体管135可被配置在导通状况以不抵抗(例如，通过)在输入端111与输出端121之间流动的电流。

图2是例示图1所示系统的信号的曲线图。第一曲线210示出了电子熔断器130的输出电压(V_OUT)与时间的关系，第二曲线220示出了通过电子熔断器130的功率晶体管135的电流(I_O)，并且第三曲线230示出了配置功率晶体管135的导通/截断状况的控制信号(V_G)。这些曲线都在时间上对齐并且具有相同的时间标度。

在第一时间241处，功率晶体管135处于导通状况，因为控制信号(V_G)处于导通电平231，并且输出电压处于标称电压电平211(例如，48V)。输出电压(V_OUT)可以是输入电压(V_IN)与功率晶体管135的源极-漏极电压之间的差(即，V_OUT＝V_IN-V_DS)。在第一时间241处，源极-漏极电压可以是小的，使得输出电压(V_OUT)近似等于输入电压(V_IN)。在第一时间241处，功率晶体管135正在传导，使得电流(I_O)处于标称电流电平221(例如，2.5A)。

在第二时间242处，负载120被短接。换句话说，在第二时间242处，电子熔断器130的输出端121被配置为处于短路状况。因此，输出电压(V_OUT)开始降低到短接负载电压(即，最小电压电平212)，并且电流(I_O)开始从标称电流电平221增大到由功率晶体管135确定的最大电流电平222。对于纯电阻性或具有非常低电感(例如，L<1μH)的短接，电流增大到最大电流电平222所花费的时间可能非常快(例如，在1微秒内1毫欧姆)。在第三时间243处，电子熔断器将通过将控制信号(V_G)从导通电平231转变到截断电平232来响应最大电流电平222。因此，在短接发生的第二时间242处与电子熔断器130响应的第三时间243之间存在(例如，发生)电流(I_O)处于(或接近)最大电流电平222的过电流时间段233。

可能期望减小(例如，最小化)过电流时间段233。例如，较大的过电流时间段233可能导致将功率晶体管135加热到安全工作区(SOA)之外的温度。相对较短的过电流时间段与功率晶体管135中耗散减少的功率相对应。相对较短的过电流时间段还可与当电流在过电流时间段233结束时被切断时由存在于输出端121处的(低)电感产生的减小的反电动势(EMF)相对应。反EMF可导致输出端121处的反向极性，这可干扰系统100的操作。

电子熔断器130可包括电流控制环路，该电流控制环路被配置为监测电流(I_O)的电平并且当满足至少一个标准(例如，I_O大于阈值)时在截断电平232处传输控制信号以关闭电流(I_O)。对于上述短路场景，电流控制环路可能相对缓慢地响应。为了解决这个技术问题，所公开的电子熔断器包括能够比控制环路更快地检测和响应短路状况的钳位电路。因此，补充钳位电路可以能够比电流控制环路对短路状况的响应更快地对短路状况进行响应。换句话说，补充钳位电路可导致比由电流控制环路导致的第二过电流时间段(例如，840纳秒)短的第一过电流时间段(例如，240纳秒)。这个改善的速度的一个原因是钳位电路可感测并响应输出电压(V_OUT)的电压差213(例如，电压降)，而不是感测电流电平。

图3是根据本公开的具体实施的电子熔断器的示意性框图。电子熔断器300被配置为在输入端301处接收输入电压/电流，并且在正常状况下将该电压/电流传导到输出端302。正常状况可以是电子熔断器300的操作范围(例如，SOA)内的电压/电流电平。电子熔断器300还被配置为在故障状况下抵抗(例如，阻断)电压/电流到输出端302。故障状况可以是电子熔断器300的操作范围之外的电压/电流电平。

电子熔断器300可包括控制逻辑部件(例如，控制器330)，其被配置为检测电子熔断器的状况(即，正常、故障)并且生成使能信号(en)以控制功率晶体管310(M0)的导通/截断状况。功率晶体管310可以是N型MOSFET，其漏极端子(即，漏极)耦接到输入端301并且其源极端子(即，源极)耦接到输出端302。在可能的具体实施中，电子熔断器300还包括栅极驱动器340，其可将低功率(例如，数字)使能信号转换为足以控制功率晶体管310(M0)的栅极信号(即，栅极)，该功率晶体管可被设计为(例如，被大小设定为)在高电压(HV)域(例如，>10V)中操作。

当电子熔断器300的输出端302处的负载处于正常状况时(即，当负载的阻抗在预期的操作范围内时)，控制器330可将电子熔断器300配置在正常状况(即，正常状态)。在正常状态，功率晶体管310在输入端301和输出端302之间传导输出电流(I_O)而没有大的变化。电子熔断器300还包括用于检测异常(即故障)状况的电路。例如，当负载的阻抗下降时，可检测到故障状况。负载的阻抗的缓慢(例如，微秒)下降可与重负载状况相对应。负载的阻抗(例如，电阻)的突然(例如，纳秒)下降可与短路状况相对应。

电子熔断器300可包括电流控制环路320，该电流控制环路被配置为通过在输出电流(I_O)超过一个或多个阈值时触发控制器330从而关断功率晶体管310来响应重负载状况。

电流控制环路320包括第一感测晶体管311(M1)。第一感测晶体管311可与功率晶体管310并联耦接。如图所示，第一感测晶体管311的漏极可耦接到输入端301并且第一感测晶体管311的栅极可耦接到控制器330(例如，经由栅极驱动器340)。

电子熔断器300的电流控制环路320还包括电流感测放大器321。电流感测放大器321可将功率晶体管310和第一感测晶体管311的源极保持在相同源极电压，使得由第一感测晶体管311传导的感测电流(I_{SEN_1})是由功率晶体管310传导的电流(I_O)的缩放版本。例如，感测电流(I_{SEN_1})可为输出电流的分数(例如，I_{SEN_1}＝k·I_O，其中0≤k≤1)，其中该分数可与第一感测晶体管311与功率晶体管310的大小比率相对应(例如，k＝1/3000)。电流感测放大器321还可被配置为输出与感测电流(I_{SEN_1})相对应的电流信号(V_C)。

当电流信号满足至少一个标准时，控制器330可被触发以关闭功率晶体管310。可调节至少一个标准以保护功率晶体管310和/或外部电路(未示出)免受损坏。如图所示，电子熔断器300的电流控制环路320可包括多个比较器，该多个比较器被配置为将电流信号(V_C)与多个阈值进行比较并且基于比较生成多个触发信号。

电子熔断器300的电流控制环路320包括第一比较器322(U₀)。第一比较器322在正输入端处接收来自电流感测放大器321的电流信号(V_C)并且在负端子处接收第一阈值信号(I_{TH_thr})，使得当电流信号(V_C)超过第一阈值(I_{TH_thr})时，第一比较器322激活(即，从低转变到高)第一触发信号(ocp_on)。第一阈值可被认为是软阈值。当电流信号超过软阈值时，则控制器330可被配置为在某个时间段(例如，1到3毫秒)之后关闭(即，关断)功率晶体管310。

电子熔断器300的电流控制环路320包括第二比较器323(U₁)。第二比较器323在正输入端处接收来自电流感测放大器321的电流信号(V_C)并且在负端子处接收第二阈值信号(I_{CB_thr})，使得当电流信号(V_C)超过第二阈值(I_{CB_thr})时，第二比较器323激活(即，从低转变到高)第二触发信号(ocp_f)。第二阈值可被认为是硬阈值。硬阈值可大于(例如，3倍于)软阈值。当电流信号超过硬阈值时，则控制器330可被配置为立即关闭(即，关断)功率晶体管310。

电流控制环路320在适于重负载状况的时间内准确地进行响应方面是优异的。然而，电流控制环路320可能太慢而不能在适于短路状况的时间内进行响应。电子熔断器300可包括电流钳位环路351，其被配置为当在输出端302处检测到短路状况时通过触发控制器330关断功率晶体管310来响应短路状况。

电子熔断器300的电流钳位环路351可包括第二感测晶体管312(M2)，其被配置为传导感测电流(I_{SEN_2})，该感测电流是由功率晶体管310传导的电流(I_O)的缩放版本。例如，感测电流(I_{SEN_2})可为输出电流的分数(例如，I_{SEN_2}＝k·I_O，其中0≤k≤1)，其中该分数可与第二感测晶体管312与功率晶体管310的大小比率相对应(例如，k＝1/3000)。

电子熔断器的电流钳位环路351还可包括耦接在输入端301与第二感测晶体管312的端子(例如，漏极)之间的快速电流钳位(即，钳位电路350)。钳位电路350可通过激活(即，从低转变到高)钳位信号(iclamp_fast)以触发控制器330关闭(即，关断)功率晶体管310而响应短路状况。

电流钳位环路351可以比电流控制环路320更快地响应，因为它可以仅被配置为检测短路状况的存在而不是测量其程度。电流钳位环路351的有限功能可与比电流控制环路320所需的更少的器件相对应。此外，电流钳位环路351中器件所消耗的功率可以小于电流控制环路320中器件所消耗的功率。如将示出的，钳位电路350在正常状况期间可以是不活动的，使得当电子熔断器300处于正常状态时其电流消耗近似为0(在0.1％内)。换句话说，电流钳位环路351(即，钳位电路)在输出端处存在正常状况时可具有近似为0的静态电流。

图4是用于诸如图3中所示的电子熔断器的钳位电路400的示意图。如所提及的，电子熔断器300包括第二感测晶体管312(M2)，其将参考图4简单地称为感测晶体管。感测晶体管312被配置为传导感测电流(I_{SEN_2})，该感测电流可为由功率晶体管310(M0)传导的电流(I_O)的缩放版本。

钳位电路400还包括电流镜410，其被配置为生成镜像电流(I_MIRROR)以镜像(即，匹配)感测电流(I_{SEN_2})。换句话说，电流镜可生成镜像电流，该镜像电流是感测电流的镜像版本。电流镜包括二极管接法晶体管403(M3)和镜像晶体管404(M4)，它们在电流镜拓扑中在其栅极处耦接(即，直接连接)。二极管接法晶体管使其栅极耦接到其漏极。

二极管接法晶体管403(M3)耦接在输入端301与电子熔断器300的第二感测晶体管312之间，并且可以在输出端302处存在短路状况之前不传导(即，导通)。在短路状况下，输出端302处的输出电压(vout)可与输入端301处的输入电压(vin)相差(例如，小)比二极管接法晶体管的阈值电压(即，导通电压)大的差异。换句话说，因为二极管接法晶体管403在存在短路状况之前可传导非常小(例如，0)的电流，所以钳位电路400的静态电流(即，在不活动时汲取的电流)在除短路状况以外的状况中可近似为0。

二极管接法晶体管耦接在输入端与感测晶体管之间(即，与其串联)。当输出电压比输入电压比二极管接法晶体管403的导通电压小时，二极管接法晶体管403被配置为将第二感测晶体管312连接到输入端301。当第二感测晶体管312连接到输入端301时，感测电流(I_{SEN_2})流过第二感测晶体管312。因为第二感测晶体管312与功率晶体管310并联连接，所以流动的感测电流(I_{SEN_2})是输出电流(I_O)的缩放版本。当二极管接法晶体管403导通时，电流镜410被配置为生成流过镜像晶体管404的镜像电流(I_MIRROR)。镜像电流可被传导到电阻器420(R0)以便生成感测电压(V_SEN)。感测电压可被输入到比较器430(例如，Shcmitt触发器)以便生成钳位信号(iclamp_fast)。比较器可被配置为在感测电压(V_SEN)高于比较器430的阈值时输出钳位信号(iclamp_fast)。在可能的具体实施中，钳位信号可在负载(未示出)处于正常状态时处于低电平431，并且在负载处于短路状况时处于高电平432(即，有效)。当短路状况存在时，有效钳位信号可保持有效(例如，高)持续一个时间段433。

钳位电路400可包括被配置为工作于低电压(LV)域(例如，<10V)的器件，而输入电压(vin)可在高电压(HV)域(例如，>10V)中。因此，钳位电路400可包括用于确保LV器件的适当操作以及保护LV器件免受损坏的器件。

钳位电路400的电流镜410可包括耦接在输入端与镜像晶体管404和二极管接法晶体管403的栅极端子之间的第一齐纳二极管411(D1)。第一齐纳二极管411被配置为保护栅极端子免受电子熔断器300的输入端301处高电压的影响。

钳位电路400还可包括耦接在镜像晶体管404(M4)与电阻器420(R0)之间的共源共栅晶体管405(M5)以将镜像晶体管(M4)的操作电压范围(例如，漏极-源极电压)减小到LV域。具体地讲，共源共栅晶体管405可在源极处耦接到镜像晶体管404并且在漏极处耦接到电阻器420并且被配置为降低漏极-源极电压，使得镜像晶体管404的漏极-源极电压减小。

钳位电路400的电流镜410可包括耦接在共源共栅晶体管405与地电位之间的第二齐纳二极管412(D2)。第二齐纳二极管412被配置为限制比较器430接收的感测电压(V_SEN)以确保正确操作并保护免受损坏。

图5是根据本公开的具体实施的用于控制电子熔断器的方法的流程图。方法500包括在电子熔断器的输入端处接收510输入电压(vin)以及通过功率晶体管(M0)将电流(IO)从输入端传导520到输出端。方法500还包括检测530由短路状况导致的输入端与输出端之间的电压差(例如，电压降)以及响应于输出端处的短路状况而激活540二极管接法晶体管。换句话说，短路状况可以是电子熔断器的输出端处的输出电压比电子熔断器的输入电压小二极管接法晶体管的导通电压(即，阈值电压)。方法500还包括通过二极管接法晶体管将感测晶体管耦接550到输入端、以及通过感测晶体管传导560感测电流。方法500还包括：利用电流镜基于感测电流生成570镜像电流，其中电流镜包括二极管接法晶体管；以及基于输出电流生成580钳位信号。钳位信号可用于在短路状况存在时将功率晶体管控制到截断状况。

虽然所描述的具体实施的某些特征已经如本文所述进行了说明，但是本领域技术人员现在将想到许多修改形式、替代形式、变化形式和等同形式。因此，应当理解，所附权利要求书旨在涵盖落入具体实施的范围内的所有此类修改形式和变化形式。应当理解，这些修改形式和变化形式仅仅以举例而非限制的方式呈现，并且可以进行形式和细节上的各种变化。除了相互排斥的组合以外，本文所述的设备和/或方法的任何部分可以任意组合进行组合。本文所述的具体实施可包括所描述的不同具体实施的功能、部件和/或特征的各种组合和/或子组合。

一些具体实施可使用各种半导体处理和/或封装技术来实现。一些具体实施可使用与半导体衬底相关联的各种类型的半导体处理技术来实现，该半导体衬底包含但不限于，例如硅(Si)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等。

将理解，在前述描述中，当元件被提及为在另一个元件上、连接到另一个元件、电连接到另一个元件、耦合到另一个元件或电耦接到另一个元件时，该元件可以是直接地在另一个元件上、连接或耦接到另一个元件，或可以存在一个或多个中间元件。相反，当元件被提及直接在另一个元件上、直接连接到另一个元件、或直接耦接到另一个元件时，不存在中间元件。虽然在整个具体实施方式中可能不会使用术语直接在…上、直接连接到…、或直接耦接到…，但是被示为直接在元件上、直接连接或直接耦接的元件能以此类方式提及。本申请的权利要求书(如果存在的话)可被修订以叙述在说明书中描述或者在附图中示出的示例关系。

如在本说明书中所使用的，除非根据上下文明确地指出特定情况，否则单数形式可包括复数形式。除了附图中所示的取向之外，空间相对术语(例如，在…上方、在…上面、在…之上、在…下方、在…下面、在…之下、在…之以下等)旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。在一些具体实施中，在…上面和在…下面的相对术语可分别包括竖直地在…上面和竖直地在…下面。在一些具体实施中，术语邻近能包括横向邻近或水平邻近。

Claims (12)

1.一种电子熔断器，所述电子熔断器包括：

功率晶体管，所述功率晶体管耦接在所述电子熔断器的输入端与输出端之间，所述功率晶体管能够配置在截断状况下，以在所述输出端处存在短路状况时将所述输入端与所述输出端断开；和

箝位电路，所述箝位电路被配置为响应于所述短路状况而生成箝位信号，所述箝位电路包括：

与所述功率晶体管并联耦接的感测晶体管；

二极管接法晶体管，所述二极管接法晶体管耦接在所述电子熔断器的所述输入端与所述感测晶体管之间并且与所述感测晶体管串联耦接，所述二极管接法晶体管被配置为在所述短路状况存在时传导，使得所述感测晶体管传导感测电流，所述感测电流与在所述短路状况存在时由所述功率晶体管传导的电流相对应；和

触发电路，所述触发电路被配置为基于所述感测电流生成所述箝位信号。

2.根据权利要求1所述的电子熔断器，其中：

当所述电子熔断器的输出电压比所述电子熔断器的输入电压小至少阈值电压时，在所述输出端处存在所述短路状况；或者

当所述电子熔断器的所述输出电压与所述电子熔断器的所述输入电压之间的差小于所述阈值电压时，在所述输出端处存在正常状况。

3.根据权利要求2所述的电子熔断器，其中：

所述阈值电压是所述二极管接法晶体管的导通电压；并且

所述二极管接法晶体管被配置为不传导，使得所述箝位电路在所述输出端处存在所述正常状况时具有近似为0的静态电流。

4.根据权利要求1所述的电子熔断器，其中所述箝位电路还包括：

镜像晶体管，所述镜像晶体管耦接到所述二极管接法晶体管以形成电流镜，所述镜像晶体管被配置为在所述短路状况存在时传导与所述感测电流相对应的镜像电流，其中：

所述镜像晶体管和所述二极管接法晶体管具有直接连接在一起的栅极端子；并且

所述镜像晶体管和所述二极管接法晶体管具有一起直接连接到所述电子熔断器的所述输入端的源极端子。

5.根据权利要求4所述的电子熔断器，其中所述箝位电路还包括耦接在所述输入端与所述栅极端子之间的齐纳二极管，所述齐纳二极管被配置为保护所述栅极端子免受所述电子熔断器的所述输入端处的高电压的影响。

6.根据权利要求4所述的电子熔断器，其中所述触发电路包括：

电阻器，所述电阻器被配置为基于所述镜像电流生成感测电压；

比较器，所述比较器耦接到所述电阻器并且被配置为在所述感测电压高于阈值时输出所述箝位信号；和

齐纳二极管，所述齐纳二极管被配置为限制由所述比较器接收的所述感测电压。

7.根据权利要求6所述的电子熔断器，其中：

所述功率晶体管被额定用于高电压域中的电压，并且所述电流镜被额定用于低电压域；并且

所述箝位电路还包括耦接在所述镜像晶体管的漏极端子与所述电阻器之间的共源共栅晶体管，以减小所述镜像晶体管的操作电压范围。

8.一种系统，所述系统包括：

功率源，所述功率源被配置为生成输出功率；

负载，所述负载被配置为基于来自所述功率源的所述输出功率进行操作；和

电子熔断器，所述电子熔断器在输入端处耦接到所述功率源并且在输出端处耦接到所述负载，所述电子熔断器包括：

箝位电路，所述箝位电路被配置为响应于所述输出端处的短路状况而生成箝位信号，所述箝位电路包括：

二极管接法晶体管，所述二极管接法晶体管耦接在所述输入端与感测晶体管之间并且与所述感测晶体管串联耦接，所述二极管接法晶体管被配置为在所述短路状况存在时传导，使得所述感测晶体管传导感测电流，所述感测电流与在所述短路状况存在时由所述电子熔断器传导的电流相对应；

触发电路，所述触发电路被配置为在所述短路状况存在时基于所述感测电流生成所述箝位信号；和

控制器，所述控制器被配置为控制所述电子熔断器的功率晶体管以在所述短路状况存在时抵抗由所述电子熔断器传导的所述电流。

9.根据权利要求8所述的系统，其中：

当所述负载是相对小的电感时，所述功率晶体管的所述电流在所述短路状况中以相对快的速率上升；

当所述负载是相对大的电感时，所述功率晶体管的所述电流在所述短路状况中以相对慢的速率上升；并且

所述箝位电路被配置为响应所述相对快的速率，使得与没有所述箝位电路的情况下相对更长的过电流时间段相比，所述功率晶体管在所述短路状况期间处于导通状况的时间对应于相对更短的过电流时间段，所述相对更短的过电流时间段对应于所述功率晶体管中耗散减少的功率以及所述负载的减小的反EMF。

10.根据权利要求8所述的系统，其中：

当所述电子熔断器的输出电压比所述电子熔断器的输入电压小所述二极管接法晶体管(M3)的导通电压时，存在所述短路状况。

11.一种控制电子熔断器的方法，所述方法包括：

在所述电子熔断器的输入端处接收输入电压；

通过功率晶体管将电流从所述电子熔断器的所述输入端传导到所述电子熔断器的输出端；

响应于所述输出端处的短路状况而激活二极管接法晶体管，所述短路状况是所述电子熔断器的所述输出端处的输出电压比所述输入电压低所述二极管接法晶体管的导通电压；

在所述短路状况期间利用已响应于所述短路状况被激活的所述二极管接法晶体管将感测晶体管耦接到所述输入端；

当所述感测晶体管耦接到所述输入端时，传导感测电流通过所述感测晶体管；

利用电流镜基于所述感测电流生成镜像电流，所述电流镜包括所述二极管接法晶体管；

基于所述镜像电流生成箝位信号；以及

响应于所述箝位信号将所述功率晶体管控制在截断状况。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

基于所述镜像电流生成所述箝位信号包括：

将所述镜像电流转换为感测电压；以及

将所述感测电压与阈值进行比较；并且

响应于所述箝位信号将所述功率晶体管控制在所述截断状况包括：

当所述感测电压高于所述阈值时，将所述功率晶体管控制在所述截断状况。