相關(guān)申請
本申請要求2016年4月15日提交的序列號62/323,420的美國臨時申請的權(quán)益,該美國臨時申請的全部內(nèi)容由此通過引用并入本文。
本公開一般涉及用于來自電氣系統(tǒng)的輸出級的連接中的開路負載檢測的方法、設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
在各種電氣系統(tǒng)中,例如在汽車應用中,中央控制單元耦合到各種傳感器以接收輸入,并且耦合到一個或多個負載或其它控制單元以提供與這些負載或其它控制單元相關(guān)的控制功能。在各種系統(tǒng)中,通過向負載或其它控制單元提供on/off(打開/關(guān)閉)信號,中央控制單元是可操作的,以將負載或其它控制單元轉(zhuǎn)換到“on”或“off”狀態(tài)。在汽車應用中,中央控制單元往往被稱為發(fā)動機控制模塊(ecm)。除了提供與汽車發(fā)動機系統(tǒng)相關(guān)的功能的控制和管理之外,ecm還往往耦合到其它控制單元,諸如用于ecm所駐留的汽車的變速器(transmission)控制單元、防抱死制動系統(tǒng)(abs)控制單元、車身控制模塊、氣候控制模塊、點火模塊和防盜系統(tǒng)。
在各種示例中,ecm通過將ecm的輸出級(電路)耦合到控制單元或模塊的輸入的導體而耦合到這些其它控制單元或模塊之一。對于各種汽車應用,ecm包括一個或多個輸出級,一個或多個輸出級是可操作的,以向與ecm分離的負載或其它控制單元提供on/off控制信號。通過說明的方式,ecm可以包括連接到智能點火模塊的輸入的輸出級(電路),其中ecm是可操作的,以向點火模塊提供on/off控制信號,該點火模塊為智能點火模塊控制on和off狀態(tài)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在一個示例中,該公開涉及一種開路負載檢測電路,包括:被配置成向負載提供輸出電壓的電路輸出,耦合到電路輸出并耦合到被配置成切換負載的第一供電電壓的第一開關(guān),耦合到被配置成提供增量電壓的電路輸出的至少一個增量電壓電路,其中增量電壓電路耦合到第一開關(guān)以造成第一供電電壓到提供給電路輸出的第一開關(guān)的開關(guān)電壓的電壓幅度的減小,耦合到電路輸出以向電路輸出提供電流的至少一個電流源,電流源被配置成在開路負載狀況的情況下克服(overcome)提供給電路輸出的開關(guān)電壓,以及被配置成在開路負載狀況的情況下提供故障信號的至少一個比較器。
在另一個示例中,該公開涉及一種方法,包括:由第一開關(guān)將開路負載檢測電路的電路輸出耦合到第一供電電壓以切換負載,在電路輸出處不存在開路負載狀況時由至少一個增量電壓電路在電路輸出處生成開關(guān)電壓,由至少一個電流源在電路輸出處生成電壓電平,該電壓電平在電路輸出處存在開路負載狀況時克服開關(guān)電壓并且提供與開關(guān)電壓不同的第二輸出電壓,以及在電路輸出處存在開路負載狀況時由至少一個比較器生成故障信號。
在下面的附圖和描述中闡述本公開的一個或多個示例的細節(jié)。根據(jù)本描述和圖,并且根據(jù)本權(quán)利要求,本公開的其它特征、目的和優(yōu)點將是顯而易見的。
附圖說明
圖1圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性方法、設(shè)備和系統(tǒng)的包括一個或多個開路負載檢測電路的示例性控制單元的框圖。
圖2圖示與常規(guī)開路負載檢測技術(shù)相關(guān)聯(lián)的各種信號的圖形圖。
圖3圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的開路負載檢測電路的示意圖。
圖4a和4b圖示根據(jù)本公開的一個或多個方面的各種信號的圖形表示。
圖5圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路的示意圖。
圖6圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路的示意圖。
圖7圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路的示意圖。
圖8圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路的示意圖。
圖9a圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路的示意圖。
圖9b圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路的示意圖。
圖10是根據(jù)本公開中描述的各種技術(shù)的圖示各種方法的流程圖。
圖11是根據(jù)本公開中描述的各種技術(shù)的圖示各種方法的流程圖。
本文提供的圖和描述圖示和描述本申請的發(fā)明方法、設(shè)備和系統(tǒng)的各種示例。然而,本申請的方法、設(shè)備和系統(tǒng)不限于如本文所圖示和描述的具體示例,并且本申請的方法、設(shè)備和系統(tǒng)的其它示例和變型(如將由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的)被設(shè)想為在本申請的范圍內(nèi)。
在本文提供的各種說明和描述中,提及“地”或者將電壓電平稱為“地”。然而,提及“地”或者“地”的電壓電平不限于任何特定電壓電平或限于具體意義上的“大地”,并且將被解釋為提及在被指定為耦合到“地”或“接地”的點之間的公共電壓電平。另外,在本文圖示和描述的各種示例中,為開路負載檢測電路并且為耦合到或旨在耦合到開路負載檢測電路的負載、模塊或其它設(shè)備示出或描述“地”。在一些實例中,“地”是相同的參考電壓電平。然而,在各種示例中,開路負載檢測電路的地電壓電平是與為在耦合到或旨在耦合到開路負載檢測電路的負載、模塊或其它設(shè)備處提供的“地”圖示和描述的參考電壓電平不同的參考電壓電平。
發(fā)明內(nèi)容
如上所指出的,各種電氣系統(tǒng)包括中央控制單元,該中央控制單元是可操作的,以電耦合到一個或多個其它設(shè)備,諸如傳感器、負載或一個或多個其它控制模塊。在各種示例中,中央控制單元的輸出級(電氣電路)包括電路輸出,該電路輸出是可操作的,以通過諸如電線之類的導體耦合到負載的輸入、模塊的輸入或另一個設(shè)備的輸入(其中的每一個在下文中被簡單地稱為一個/所述“負載”)。因為這種導體可能不經(jīng)意地變得斷開,或者導體中的斷裂可能發(fā)生,所以開路負載狀況可能發(fā)生。在各種示例中,每當諸如中央控制單元的輸出級之類的輸出級與負載的輸入之間的電連接被電氣斷開,使得從輸出級到負載的輸入的電流路徑不再存在,就存在開路負載狀況。在其它示例中,當在中央控制單元的輸出級與所述輸出級旨在電耦合到的負載的輸入之間的耦合相對于輸出級呈現(xiàn)高歐姆狀況時,也存在開路負載狀況。當存在用于來自輸出級的輸出電路的電流的流動的電流路徑時,存在這樣的高歐姆狀況,但是路徑呈現(xiàn)具有比將在輸出級與負載的輸入之間存在適當?shù)鸟詈蠒r提供的高得多的歐姆電阻的路徑。高歐姆路徑的示例是一個實例,其中在輸出級與輸出級旨在耦合到的負載的輸入之間的導體實際上是斷開的,但是存在來自導體的、允許某個水平的電流從輸出級出現(xiàn)的漏電流路徑。然而,在輸出級處的高歐姆路徑狀況的實例不限于由漏電流引起的小電流,并且使得在輸出級處存在高歐姆路徑的任何狀況可以被認為是“開路負載狀況”。在各種示例中,當僅僅到輸出級的輸出或來自輸出級的輸出的一定百分比的電流相對于電流(該電流將被期望為當預期的負載適當?shù)伛詈系捷敵黾墪r到輸出級或來自輸出級的輸出電流)的標稱值存在時,可以將“開路負載狀況”定義為發(fā)生。換句話說,在各種示例中,開路負載狀況可以由到輸出級或來自輸出級的一定百分比的期望水平的電流(標稱)輸出來定義,標稱輸出是當旨在耦合到輸出級的負載實際上正確地電連接到輸出級時將發(fā)生的電流。因此,在各種示例中,對“開路負載狀況”的一個定義取決于旨在耦合到輸出級的負載。
作為示例,如果將耦合到輸出級的輸出電路的預期的負載正常在輸出級處為100毫安的電流提供電流路徑(當輸出正在提供諸如“on”或“off”狀態(tài)之類的特定輸出狀態(tài)時),當提供該輸出狀態(tài)時用于該輸出級的“開路負載狀況”可以被定義為相對于100毫安的期望輸出電流的1%或更少(1毫安或更少)的電流。所以,如果在提供on狀態(tài)信號時從輸出級提供1毫安或更少的電流,該電流可以被定義為高歐姆狀況,并且因此在該特定狀態(tài)期間用于該輸出級和該特定負載的“開路負載狀況”。將由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是:可以為用于不同輸出級的不同電流電平和/或為不同負載定義基于高歐姆狀況的這些“開路負載狀況”,并且可以被設(shè)置在和閾值電平一樣的用于電流的不同百分比的標稱值,并且因此在給定輸出電路的輸出級處存在“開路負載狀況”,所述閾值電平用于做出高歐姆狀況的確定。所以,如在整個本公開中所使用的,提及“開路負載狀況”是考慮了開路負載狀況而將由與輸出級相關(guān)聯(lián)的開關(guān)負載檢測電路檢測的任何狀況,該開路負載狀況包括利用如本文所述的開路負載檢測電路或其等同物的實際的開路負載電路和相對于輸出級的任何高歐姆負載狀況兩者。
當在將中央控制單元的輸出級耦合到負載或其它模塊的輸入的特定導體中發(fā)生開路負載狀況時,中央控制單元可能不再能夠如預期地控制負載或模塊。在各種示例中,期望檢測開路負載狀況的發(fā)生的能力。在各種應用中,開路負載狀況的發(fā)生的檢測由各種安全標準或法律規(guī)定所需。通過說明的方式,在汽車應用中,諸如加利福尼亞州和美國環(huán)境保護局(epa)之類的各種政府監(jiān)管機構(gòu)已經(jīng)命令對汽車應用的車載診斷要求(obd-2),規(guī)定需要監(jiān)視對排放相關(guān)功能的ecm的功能性。在這樣的應用中,用于驅(qū)動點火絕緣柵雙極晶體管(igbt)的推挽驅(qū)動器必須滿足obd-2要求,并且所以在這些應用中開路負載檢測的使用是強制的。
在一些常規(guī)的開路負載檢測電路中,經(jīng)由將耦合到控制單元的輸出的負載或模塊耦合的專用反饋引腳來監(jiān)視負載電壓。該方法的缺點包括:對耦合控制單元和負載或模塊的添加的反饋引腳和附加連接器的要求,要求在每個設(shè)備上添加的端子連同添加的導體,以及對高電壓魯棒線路的要求。在各種示例中,由于空間或其它原因,不可以負擔反饋引腳,或者是技術(shù)上不可行的,例如在汽車應用中的智能點火模塊的控制中,其中必須在輸出級的輸出引腳本身上執(zhí)行開路負載檢測。在智能點火模塊示例中,驅(qū)動智能點火模塊的輸入的控制單元的輸出引腳將需要處于用于檢測的三態(tài)模式,其中在智能點火模塊的輸入處使用的開關(guān)設(shè)備的控制輸入將不受控制,這對于在諸如智能點火模塊之類的汽車應用中的安全系統(tǒng)是不允許的。因此,在常規(guī)系統(tǒng)中,在這些實例中,需要高電壓反饋引腳來滿足對具有推挽輸出級的開路負載檢測的要求。對于將由來自中央控制單元的輸出級的信號控制的輸入級,輸入級可以合并無源下拉,并且沒有反饋引腳的開路負載檢測是可能的,但是以由于用于在將受控的模塊的輸入處提供無源下拉的低歐姆外部電阻器的切斷時間或高功耗為代價。
圖2圖示與常規(guī)開路負載檢測技術(shù)相關(guān)聯(lián)的各種信號的圖形圖210和250。圖210圖示相對于時間的電壓信號,并且圖250圖示相對于時間的上拉電流。對于在其中在輸入處利用無源下拉的實例中的開路負載檢測,在輸入正由通過中央控制單元的輸出級提供的信號從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)的時間期間,在接通階段的開始時為定義的(短)檢測時間施加弱上拉電流。該時間段被圖示為圖2中的時間段202。在圖2中的時間204處圖示的檢測時間結(jié)束時完成開路負載狀況的檢測。如果在檢測時間結(jié)束時輸出電壓210高于開路負載閾值電壓212(如由圖2中的電壓電平214所圖示),則檢測到開路負載狀況。需要以輸出電壓iol*rload(iol最大開路負載電流,rload是在輸入引腳處的最大下拉電阻器)低于開路負載閾值電壓的方式選擇弱上拉電流。用于開路負載檢測的這種技術(shù)的缺點包括:在開路負載檢測期間的“on”電平取決于上拉電流和外部電阻器,這可以導致輸入的弱接通,或者在輸入處沒有igbt設(shè)備的接通。另外,在整個接通時間期間不執(zhí)行開路負載檢測,而是僅僅在檢測時間結(jié)束時執(zhí)行。
圖1圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性方法、設(shè)備和系統(tǒng)的包括一個或多個開路負載檢測電路的示例性控制單元(cu)110的框圖100。在各種示例中,cu110是在汽車應用中使用的發(fā)動機控制模塊(ecm),不過控制單元110的示??例不限于任何特定類型的控制單元,并且不限于控制單元的任何特定應用。如圖1中所圖示,cu110包括一個或多個設(shè)備或電路,一個或多個設(shè)備或電路包括處理器112、存儲器114、輸入處理電路116、接口118和輸出控制電路120。如所圖示的,處理器112、存儲器114、輸入處理電路116、接口118和輸出控制電路120通過總線115通信地耦合,其中總線115允許處理器112、存儲器114、輸入處理電路116、接口118和輸出控制電路120中的任何項與彼此通信,包括使用總線115在這些設(shè)備與電路之間輸入和輸出數(shù)據(jù)和其它通信信號。另外,接口118通信地耦合到總線119,其中總線119耦合到在cu110外部的一個或多個設(shè)備(圖1中未示出),并且其中接口118被配置成允許cu110通過總線119與cu110外部的一個或多個設(shè)備通信。在各種示例中,總線119是標準總線,諸如控制器區(qū)域聯(lián)網(wǎng)(can)總線或高速can(h-scan)總線,但是總線119的示例不限于任何特定類型的總線,并且接口118不限于用于在通過總線119提供和接收通信中使用的任何特定類型的協(xié)議。
如所圖示的,框圖100包括:包括傳感器132和模塊134的一個或多個輸入設(shè)備130。傳感器132不限于任何特定類型的傳感器,并且說明任何類型的傳感器,任何類型的傳感器是可配置的,以通過輸入處理電路116耦合到cu110,并且向cu110提供輸入信號。傳感器的示例包括溫度傳感器、壓力傳感器、加速度計、光傳感器和耦合到電機的編碼器,但是此外,傳感器132不限于任何特定類型的傳感器。類似地,模塊1??34不限于任何特定類型的模塊,并且說明任何類型的模塊,任何類型的模塊是可配置的,以通過輸入處理電路116耦合到cu110,并且向cu110提供輸入信號。
如所圖示的,框圖110包括:包括設(shè)備142、模塊144和負載146的一個或多個輸出設(shè)備140。設(shè)備142不限于任何特定類型的設(shè)備,并且說明任何類型的設(shè)備,任何類型的設(shè)備是可配置的,以耦合到cu110的輸出控制電路120并從輸出控制電路120的電路輸出122接收輸出信號。在各種示例中,電路輸出122是可操作的,以向設(shè)備142提供on/off信號,以便或者將設(shè)備142轉(zhuǎn)換到“on”狀態(tài)或者將設(shè)備142轉(zhuǎn)換到“off”狀態(tài)。在各種示例中,設(shè)備142是半導體設(shè)備,諸如雙極晶體管或金屬氧化物場效應晶體管(mosfet)設(shè)備,該半導體設(shè)備是可操作的,以由通過電路輸出122提供的輸出信號接通或切斷。模塊144不限于任何特定類型的模塊,并且說明任何類型的模塊,任何類型的模塊是可配置的,以耦合到cu110的輸出控制電路120并從輸出控制電路120的電路輸出124接收輸出信號。在各種示例中,模塊144是用在汽車應用中的智能點火模塊,但是模塊144不限于任何特定類型的模塊。在各種示例中,電路輸出124是可操作的,以向模塊144提供on/off信號,以便或者將模塊144轉(zhuǎn)換到“on”狀態(tài),或者將模塊144轉(zhuǎn)換到“off”狀態(tài)。在各種示例中,模塊144還將輸入信號提供回到cu110,如例如由模塊134所圖示。
負載146不限于任何特定類型的負載,并且說明任何類型的負載,任何類型的負載是可配置的,以耦合到cu110的輸出控制電路120并從輸出控制電路120的電路輸出126接收輸出信號。在各種示例中,說明性負載146包括電阻負載。在各種示例中,說明性負載146包括電阻電容負載。在各種示例中,說明性負載146包括電感負載,電感負載在各種示例中包括相關(guān)聯(lián)的電容負載元件。負載的示例包括指示器燈和電機,不過負載146不限于指示器燈或電機。在各種示例中,電路輸出126是可操作的,以向負載146提供on/off信號,以便或者將負載146轉(zhuǎn)換到“on”狀態(tài),或者將負載146轉(zhuǎn)換到“off”狀態(tài)。在各種示例中,電路輸出126被配置成從電路輸出126提供驅(qū)動負載146所需的電功率,并且因此可以分別通過向負載146提供驅(qū)動功率或不提供驅(qū)動功率來打開或關(guān)閉負載146。在各種示例中,負載146還將輸入信號提供回到cu110,如例如由傳感器132所圖示,其中傳感器132是負載146的部分或耦合(例如光耦合、電耦合或機械耦合)到負載146,并且向cu110提供關(guān)于負載146的操作的反饋。通過說明的方式,負載146可以包括電機,例如步進電機,并且其中負載146還包括可操作以向cu110提供關(guān)于步進電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的反饋的編碼器(傳感器132),如將由本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。在各種示例中,根據(jù)本文公開的方法、設(shè)備和系統(tǒng),電路輸出122、124、126中的一個或多個被配置成提供關(guān)于任何一個或多個開路負載狀況的開路負載檢測,該任何一個或多個開路負載狀況相對于電路輸出122、124和126分別與設(shè)備142、模塊144和負載146之間的連接而存在。
在各種示例中,處理器112包括一個或多個微處理器,并且被配置成存儲程序,接收信號和數(shù)據(jù),處理這些接收的信號和數(shù)據(jù),并且基于存儲的程序提供輸出信號并輸出數(shù)據(jù)。在各種示例中,處理器檢索并將數(shù)據(jù)存儲在存儲器114中。在各種示例中,包括程序的各種信號由接口118通過總線119接收,并存儲在存儲器114中,或者由處理器112處理,或者既由處理器112處理又存儲在存儲器114中。在各種示例中,輸入信號通過輸入處理電路116從一個或多個輸入設(shè)備130接收,并由處理器112處理。在各種示例中,通過輸入處理電路116接收的輸入信號與一個或多個程序一道由處理器112用于生成提供給輸出控制電路120的輸出信號。提供給輸出控制電路120的這些輸出信號被配置成控制設(shè)備142、模塊144和負載146中的一個或多個的操作。
在各種示例中,輸出控制電路120是可操作的,以基于由處理器112提供給輸出控制電路120的輸出信號而向一個或多個輸出設(shè)備140提供輸出信號。在各種示例中,輸出控制電路120包括用于電路輸出122、124和126中的一個或多個的開路負載檢測線路。在各種示例中,當開路負載狀況由輸出控制電路120檢測到時,輸出控制電路120被配置成提供報警信號。在各種示例中,開路負載狀況檢測包括生成報警信號,并將報警信號提供為來自輸出控制電路120的輸出。在各種示例中,報警信號被提供給處理器112以用于進一步處理,進一步處理在各種示例中包括向輸出控制電路120提供附加信號,該附加信號關(guān)于與對在電路輸出122、124和126處提供的一個或多個輸出信號的改變相關(guān)的指令。在各種示例中,響應于指示電路輸出122、124和126中的一個或多個上的開路負載狀況的檢測的報警信號,處理器112被配置成給輸出控制電路120提供控制信號,該控制信號使輸出控制電路120修改在電路輸出122、124和126中的一個或多個處提供的輸出信號。在各種示例中,由處理器112響應于報警信號提供給輸出控制電路120的控制信號包括控制信號,以使輸出控制電路120提供將關(guān)閉電路輸出122、124、126中的一個或多個的信號,其中電路輸出122、124或126已經(jīng)檢測到相對于這些電路輸出中的一個或多個的、分別在電路輸出122、124和126與耦合的設(shè)備142、模塊144或負載146之間的連接上的開路負載狀況。在各種示例中,其中檢測到開路負載狀況的電路輸出122、124和126中的特定一個由從處理器112向輸出控制電路發(fā)送的控制信號關(guān)閉。在各種示例中,響應于對指示檢測到開路負載狀況的報警信號進行響應而從處理器112發(fā)送的控制信號,其中檢測到開路負載狀況的電路輸出122、124和126中的特定一個連同電路輸出122、124和126中的一個或多個其它輸出被關(guān)閉。
在各種示例中,當檢測到開路狀況時,cu110被配置成通過總線119、通過接口118向cu110外部的其它設(shè)備提供輸出信號。在各種示例中,存儲器114被配置成存儲與開路負載狀況的檢測的發(fā)生相關(guān)的信息,包括但不限于存儲與輸出控制電路120的一個或多個電路輸出中的哪一個具有檢測的開路負載狀況相關(guān)的信息。在各種示例中,與何時檢測開路負載狀況相關(guān)的日期和時間信息可以存儲在存儲器114中。在各種示例中,關(guān)于在開路負載狀況的檢測發(fā)生的時間時電路輸出所處的狀態(tài)的信息可以存儲在存儲器114中。例如,在從“off”狀態(tài)到“on”狀態(tài)的轉(zhuǎn)變階段期間或者在從“off”狀態(tài)到“on”狀態(tài)的轉(zhuǎn)變之后的階段期間,可以檢測開路負載狀況,同時電路輸出正在維持信號電平,該信號電平為旨在耦合到其中發(fā)生開路負載狀況的電路輸出的設(shè)備、模塊或負載指示“on”狀??態(tài)。另外,在從“on”狀態(tài)到“off”狀態(tài)的轉(zhuǎn)變階段期間或者在從“on”狀態(tài)到“off”狀態(tài)的轉(zhuǎn)變之后的階段期間,可以檢測開路負載狀況,同時電路輸出正在維持信號電平,該信號電平為旨在耦合到其中發(fā)生開路負載狀況的電路輸出的設(shè)備、模塊或負載指示“off”狀態(tài)。
圖3圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路301的示意圖300。開路負載檢測電路301的基本原理包括電路輸出,該電路輸出以低歐姆接通到定義的輸出電壓電平vout,o,vout,o等于供電電壓電平vs_out減去電壓降δv。在當正從提供“off”狀態(tài)輸出信號到提供“on”狀態(tài)輸出信號轉(zhuǎn)變電路輸出時的整個接通時間和整個開時間期間,并且在處于“on”狀態(tài)的整個時間期間,施加開路負載檢測上拉電流iol。在該轉(zhuǎn)變時間期間或在“on”時間期間開路負載狀況相對于電路輸出發(fā)生的情況下,上拉電流iol將電路輸出拉到高于vout,o的電壓電平并且進一步高于開路負載檢測閾值電壓電平的電壓電平。供電電壓vs_out被設(shè)計成允許電路輸出被拉到高于vout,o的電壓電平。比較器檢測高于vout,o的輸出電壓,該輸出電壓也高于檢測閾值電壓電平。在非常短暫的初始充電時段之后,在剩余的轉(zhuǎn)變階段期間和在整個“on”狀態(tài)期間執(zhí)行對開路負載狀況的檢測。在各種示例中,檢測閾值電壓電平被定義為在vs_out與vs_out減去δv之間的電壓電平,例如vs_out減去δv/2,其中vs_out是由耦合到開路負載檢測電路301的電壓供電提供的輸出電壓,并且δv是從vs_out減去的電壓降電平,以便在電路輸出處提供輸出電壓vout,o,vout,o是在從“off”狀態(tài)到“on”狀態(tài)的轉(zhuǎn)變的結(jié)束時或者在電路輸出處不存在開路負載狀況時提供的。在各種示例中,在從“off”到“on”狀態(tài)的轉(zhuǎn)變階段之后的時間期間也施加開路負載檢測上拉電流iol,并且在開路負載檢測電路301繼續(xù)提供“on”狀態(tài)輸出信號的同時仍然施加。因此,在各種示例中,在從“off”轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)時的非常短暫的初始充電時段之后,開路負載檢測電路301針對轉(zhuǎn)變時段的剩余部分提供開路負載狀況的檢測,并且在開路負載檢測電路301仍然處于“on”狀態(tài)的整個時間繼續(xù)提供開路負載狀況的檢測。
在各種示例中,開路負載檢測電路301包括增量電壓電路(δv)320和耦合到電路輸出360的電流源350。如所圖示的,增量電壓電路320的第一節(jié)點313通過第一開關(guān)312耦合到電壓供電(vs_out)310,并且增量電壓電路320的第二節(jié)點315通過第二開關(guān)330耦合到地317。如所圖示的,第一開關(guān)312耦合到控制器314,其中控制器314是可操作的,以控制開關(guān)312,使得開關(guān)312將第一節(jié)點313連接到電壓供電310或從電壓供電310斷開。第一開關(guān)312不限于任何特定類型的開關(guān),并且在各種示例中是半導體設(shè)備,諸如固態(tài)繼電器(ssr)、雙極晶體管、金屬氧化物場效應晶體管(mosfet)、互補金屬氧化物半導體(cmos)設(shè)備,但是不限于這些設(shè)備中的一個或任何特定類型的設(shè)備,并且可以是任何其它類型的設(shè)備,任何其它類型的設(shè)備可以作為開關(guān)負載檢測電路301中的如在本文中所述和所示的開關(guān)設(shè)備操作??刂破麟娐?14可以是任何設(shè)備,任何設(shè)備是可操作的,以由開路負載檢測電路301控制,以提供可操作以控制開關(guān)312的狀態(tài)的控制信號。類似地,第二開關(guān)330耦合到控制器電路332,其中控制器332是可操作的,以控制開關(guān)330,使得開關(guān)330將第二節(jié)點315連接到地317或與地317斷開。第二開關(guān)330不限于任何特定類型的開關(guān),并且在各種示例中是半導體設(shè)備,諸如ssr、雙極晶體管、mosfet設(shè)備、cmos設(shè)備,但是不限于這些設(shè)備中的一個或任何特定類型的設(shè)備,并且可以是任何其它類型的設(shè)備,任何其它類型的設(shè)備可以作為開關(guān)負載檢測電路301中的如在本文中所述和所示的開關(guān)設(shè)備操作。控制器電路332可以是任何電路,任何電路是可操作的,以由開路負載檢測電路301控制,以提供可操作以控制第二開關(guān)330的狀態(tài)的控制信號。此外,在各種示例中,第一開關(guān)312和第二開關(guān)330是相同類型的設(shè)備,雖然開路負載檢測電路301的示例不限于具有包括相同類型的設(shè)備的第一開關(guān)312和第二開關(guān)330。
在各種示例中,增量電壓電路320包括如下連接的串聯(lián)連接的設(shè)備串。電阻負載322包括耦合到增量電壓電路320的第一節(jié)點313的第一引線以及耦合到電壓源324的第一引線的第二引線。電壓源324包括耦合到二極管326的陽極的第二端子。二極管326包括耦合到增量電壓電路320的第二節(jié)點315的陰極。增量電壓電路320的示例不限于包括電阻負載322、電壓源324和二極管326,并且在各種示例中包括與圖3中圖示的不同的設(shè)備集合、或者不同的設(shè)備布置、或者不同的設(shè)備集合和不同的設(shè)備布置兩者。例如,在各種示例中,增量電壓電路320僅僅包括二極管326,其中二極管326的陽極直接耦合到增量電壓電路320的第一節(jié)點313,并且二極管326的陰極直接耦合到增量電壓電路320的第二節(jié)點315,如由圖3中的虛線319所表示。在各種示例中,任何設(shè)備或設(shè)備的組合可以被包括在增量電壓電路320中,增量電壓電路320是可操作的,以當電流正通過增量電壓電路320流動時在增量電壓電路320的第一節(jié)點313與第二節(jié)點315之間提供由電壓降(δv)321表示的電壓差分。
在各種示例中,電流源350包括在節(jié)點311處耦合到電壓供電310的第一輸入351,并且包括通過節(jié)點355耦合到電路輸出360的電流輸出353。節(jié)點355還耦合到增量電壓電路320的第二節(jié)點315。在各種示例中,電流源350是低降電流源。低降電流源在各種示例中是電流源,該電流源是可操作的,以提供電流輸出而沒有跨過電流源的輸入和輸出端的大電壓降,并且是可操作的,以將電流源的輸出的電壓電平上拉到在電流源的輸入處提供的電壓電平處或附近的電壓電平并且該電壓電平是高于對開路負載狀況的檢測的閾值電平的最小電平,同時當標稱電流正從電流源350源出(source)時在電流源的輸出處不引出電壓。在各種示例中,當節(jié)點355提供用于從電流源350吸收(sink)標稱電流電平的路徑時,電流源350是可操作以從電流輸出353向節(jié)點355源出電流(iol)357的低降電流源,并且其中當節(jié)點355不是正在提供用于吸收從電流源350提供的電流的路徑時,或者在僅僅諸如漏電流之類的小的電流電平正由節(jié)點355提供的電流路徑吸收的實例中,電流源350是可操作的,以將存在于電流輸出353處的電壓電平上拉到存在于電流源350的第一輸入351處的電壓電平處或附近的電壓電平。在各種示例中,當?shù)诙_關(guān)330閉合時,節(jié)點355提供路徑以從電流源350吸收電流,從而將節(jié)點355耦合到地。在各種示例中,當諸如如圖3中圖示的負載390之類的負載耦合到輸出360時,節(jié)點355提供路徑以從電流源350吸收電流,并且負載390是可操作的,以吸收提供給輸出360的電流。在各種示例中,由于包括在增量電壓電路320中的一個或多個設(shè)備充當對進入增量電壓電路320的第二節(jié)點315的電流的電流塊,增量電壓電路320不是可操作的,以吸收提供給節(jié)點355的電流。通過說明的方式,二極管326是可操作的,以阻止電流通過第二節(jié)點315進入增量電壓電路320,但是可操作以阻止電流進入第二引線315的設(shè)備的示例不限于二極管。
在各種示例中,當節(jié)點355不提供從電流源350吸收電流的路徑時,或者僅僅為電流源350提供可操作以吸收小于標稱電流電平的電流路徑時,電流源350是可操作的,以將在電流源350的電流輸出353處提供的電壓電平上拉到在電流源350的第一輸入351處提供的電壓電平處或附近的電壓電平,但是該電壓電平高于對開路負載狀況的檢測的閾值的最小電平。在各種示例中,當節(jié)點355不提供吸收可能從電流源350的電流輸出353提供的電流的路徑時,或者僅僅為電流源350提供可操作以吸收小于標稱電流電平的電流路徑時,電流源350是可操作的,以將電流輸出353的電壓電平上拉到或幾乎上拉到由電壓供電310在第一引線351處提供的電壓電平,并且因此將節(jié)點355的電壓電平上拉到或幾乎到由電壓供電310提供的電壓電平,該電壓電平是高于對開路負載狀況的檢測的閾值的最小電平。
在各種示例中,開路負載檢測電路301包括比較器340,該比較器340具有耦合到節(jié)點311處的電壓供電310的第一輸入342、耦合到節(jié)點355的第二輸入344、以及開路負載檢測輸出346。在各種示例中,比較器340被配置成用由電壓供電310提供的電壓電平確定在節(jié)點355處和因此也在電路輸出360處提供的電壓差分電平,比較電壓差分電平和閾值電壓電平,并提供代表開路負載狀況的檢測的輸出信號,如本文中進一步描述的。在各種示例中,比較器340是可操作的,以在第二輸入344處接收代表在電路輸出360處提供的電壓電平的電壓電平,比較接收的電壓電平和絕對閾值電壓電平,并且如果接收的電壓電平超過絕對閾值電壓電平,提供代表如本文進一步描述的開路負載狀況的檢測的輸出信號。在各種示例中,比較器向開路負載檢測電路301提供指示已經(jīng)相對于電路輸出360檢測開路狀態(tài)的信號。在各種示例中,開路負載檢測電路301是可操作的,以在某些時間期間關(guān)閉比較器340,并在某些時間期間激活比較器340。在各種示例中,當開路負載檢測電路301正在電路輸出360處提供代表“off”狀態(tài)的信號時,開路負載檢測電路301是可操作的,以關(guān)閉比較器340,并且在“off”狀態(tài)指示期間不需要開路負載檢測。在各種示例中,開路負載檢測電路301是可操作的,以關(guān)閉比較器340,使得不管在比較器340的第一輸入342與第二輸入344之間提供的電壓差分如何,比較器340在開路負載檢測輸出346處不提供開路負載檢測信號。在各種示例中,開路負載檢測電路301在一時間時是可操作的,以激活比較器340,該時間在開路負載檢測電路301將會將電路輸出360從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到為可操作以耦合到電路輸出360的負載指示“on”狀態(tài)的狀態(tài)的時間之前。
如所圖示的,開路負載檢測電路301的電路輸出360是可操作的,以通過耦合303耦合到負載305。負載305不限于任何特定類型的負載,并且如圖3中所圖示,負載305是電路輸出360可操作以通過耦合303耦合到的負載的一個示例。在各種示例中,說明性負載390可以是任何的負載,諸如關(guān)于圖1的輸出設(shè)備140圖示和描述的負載142、144或146。如圖3中所圖示,負載305包括設(shè)備390,該設(shè)備390具有耦合到導體380的輸入391、將開關(guān)設(shè)備394耦合到供電電壓vsupply_load的第一電阻負載392、以及將輸入391耦合到地的第二電阻負載396。如所圖示的,開關(guān)設(shè)備394是具有耦合到輸入391的柵極和耦合到地的發(fā)射極(或者在為開關(guān)設(shè)備394使用mosfet型半導體的示例中的源極)的半導體設(shè)備。集電極(或者在為開關(guān)設(shè)備394使用mosfet型半導體的示例中的漏極)耦合到開關(guān)輸出393。在各種示例中,開關(guān)設(shè)備394是絕緣柵雙極晶體管(igbt)。
如將由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的,開關(guān)輸出393可以由作為開關(guān)操作的開關(guān)設(shè)備394通過基于在輸入391處接收的電壓電平而提供指示“on”狀態(tài)或“off”狀態(tài)的電壓輸出來控制。例如,當在設(shè)備390的輸入391處由輸出360提供在地處或地附近的電壓電平時,或者當輸出360切換到三態(tài)模式時,電阻負載396能夠?qū)⒃陂_關(guān)設(shè)備394的柵極處提供的電壓電平拉至地,從而將開關(guān)設(shè)備394偏置為切斷。這樣,開關(guān)輸出393通過電阻負載392而被上拉到由供電電壓vsupply_load提供的代表第一狀態(tài)的電壓電平,第一狀態(tài)例如針對開關(guān)輸出393的“off”。這種布置有時被稱為“無源下拉”,因為電阻負載396是可操作的,以將輸入391處的電壓電平拉到地(除非從諸如電路輸出360之類的另一個源向輸入391施加電壓)。如果正在設(shè)備390的輸入391處被提供的電壓電平現(xiàn)在上升到當被提供給開關(guān)設(shè)備394的該柵極時將開關(guān)設(shè)備394偏置到飽和點足夠的電壓電平,開關(guān)設(shè)備394實際上作為閉合開關(guān)操作,將開關(guān)輸出393耦合到地,并且從而在開關(guān)輸出393處提供代表與第一狀態(tài)不同的第二狀態(tài)(例如“on”狀態(tài))的電壓電平。所以,通過在設(shè)備390的輸入391處提供不同的電壓電平,設(shè)備390可以通過在輸入391處提供的電壓電平的控制來在“off”狀態(tài)與“on”狀態(tài)之間切換。
如圖3中所圖示,開路負載檢測電路301的電路輸出360是可操作的,以通過導體380耦合到設(shè)備390的輸入391。導體380不限于任何特定類型的導體,并且在各種示例中是包括金屬或任何其它導電材料的電線。在各種示例中,導體380是包括在諸如電纜之類的多個導體設(shè)備中的單個導體。如所圖示的,在預期條件下,導體380將開路負載檢測電路301的電路輸出360耦合到設(shè)備390的輸入391,并且在電路輸出360處提供的電壓電平由導體380傳送到輸入391,因此控制相對于用于設(shè)備390的“off”或“on”狀態(tài)的設(shè)備390的狀態(tài)。在各種示例中,如果在電路輸出360處提供代表用于設(shè)備390的“off”狀態(tài)的近零電壓電平,或者輸出360處于三態(tài)模式并且因此在輸入391處的電壓電平由電阻負載396拉到地,開關(guān)設(shè)備394將充當在開關(guān)輸出393與地之間的開路開關(guān),從而允許開關(guān)輸出393被上拉到供電電壓vsupply_load的電壓電平。在各種示例中,如果在電路輸出360處的電壓電平上升到代表用于設(shè)備390的“on”狀態(tài)的足夠的正電壓電平,開關(guān)設(shè)備394將充當閉合開關(guān),該閉合開關(guān)將設(shè)備390的開關(guān)輸出耦合到地,并且將開關(guān)輸出393的狀態(tài)從“off”狀態(tài)改變?yōu)椤皁n”狀態(tài)。在各種示例中,當由電路輸出360提供并且因此提供給設(shè)備390的輸入391的電壓電平足夠高以偏置開關(guān)設(shè)備394的柵極以便使開關(guān)設(shè)備394飽和時,在輸入391上提供足夠的正電壓電平,如將由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的。在這些條件下,具有下拉電阻器396的設(shè)備390也是可操作的,以吸收由開路負載檢測電路301提供給電路輸出360的電流。
如所圖示的,由開路狀況“x”382表示的開路負載狀況可以發(fā)生在導體380中,并且中斷在開路負載檢測電路301的電路輸出360與設(shè)備390的輸入391之間的連接。如上面所指出的,“開路負載狀況”也可以是電路輸出360處的高歐姆狀況。當由開路狀況382表示的開路狀態(tài)發(fā)生時,在輸出360處提供的電壓電平不再是可操作的,以控制設(shè)備390的狀態(tài)。在各種示例中,開路負載檢測電路301是可操作的,以檢測開路負載狀況的發(fā)生,并向開路負載檢測電路301提供在比較器340的開路負載檢測輸出346處的輸出信號,該輸出信號指示開路負載電路狀況正在發(fā)生。在各種示例中,開路負載檢測輸出346是可操作的,以提供輸出信號(故障信號),該輸出信號指示:在整個開路負載檢測電路301正在從在電路輸出360處輸出“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變期間,開路負載狀況已經(jīng)發(fā)生,直到已經(jīng)在電路輸出360處完全建立指示“on”狀態(tài)的輸出信號電平。在各種示例中,開路負載檢測輸出346是可操作的,以提供輸出信號,該輸出信號指示:在已經(jīng)在電路輸出360處完全建立指示“on”狀態(tài)的輸出信號電平之后的時間期間開路負載狀況已經(jīng)發(fā)生,并且指示“on”狀態(tài)的輸出電平仍然由開路負載檢測電路301在電路輸出360處提供。開路負載狀況的示例包括但是不限于導體380中的中斷。其它開路負載狀況可以包括用于將導體380連接到電路輸出360的耦合的斷開。其它開路負載狀況可以包括用于將導體380連接到設(shè)備390的輸入391的耦合的斷開。開路負載狀況的示例不限于這些示例,而使開路負載檢測電路301的電路輸出360與設(shè)備390的輸入391斷開的其它狀況被設(shè)想成包括開路負載狀況。
在操作中,開路負載檢測電路301是可操作的,以在如下的各種示例中在電路輸出360處提供代表“off”狀態(tài)的第一輸出狀態(tài)。開路負載檢測電路301操作控制器314以打開第一開關(guān)312或使第一開關(guān)312開路,并且操作控制器332以閉合第二開關(guān)330或使第二開關(guān)330閉合。當?shù)谝婚_關(guān)312打開時,增量電壓電路320與電壓供電310斷開,并且在節(jié)點315處沒有從增量電壓電路320提供的電流。另外,因為第二開關(guān)330閉合,電路輸出360通過節(jié)點355耦合到地317,并且向電路輸出360提供地電平電壓輸出。假設(shè)不存在開路負載狀況,通過導體380向設(shè)備390的輸入391提供該地電平電壓輸出作為開關(guān)電壓,使設(shè)備390處于如上所述的“off”狀態(tài)。當開路負載檢測電路301被配置處于“off”狀態(tài)時,在各種示例中,電流源350可以被關(guān)閉,以便不對在節(jié)點355和電路輸出360處提供的電壓電平產(chǎn)生任何影響。在替代方案中,可以在“off”狀態(tài)期間使電流源350接通,但是因為節(jié)點355通過第二開關(guān)330耦合到地,來自電流源350的小電流將從電流源350流動到地,因此防止電流源350將在節(jié)點355處提供的電壓電平從地電平電壓上拉,如上所述。還如上所述,電流源350是可操作的,以在這些條件下將在電流輸出353處提供的電流調(diào)節(jié)到地,使得僅僅小電流由電流輸出353提供。在各種示例中,由電流源355提供的電流輸出是當在用于開路負載檢測電路301的“off”狀態(tài)條件期間激活時的標稱電流。在各種示例中,該標稱電流在負載電流的單位百分比范圍中,但高于漏電流電平。在各種示例中,如果負載電流為10毫安,當在“off”狀態(tài)條件期間激活時由電流源350提供的電流在100微安的范圍中,100微安大約為10毫安負載電流的1%。在各種示例中,當開路負載檢測電路301正在提供“off”狀態(tài)條件時,比較器340被關(guān)閉。替代地,當開路負載檢測電路301處于“off”狀態(tài)條件時,比較器340仍然活動。然而,因為比較器342的輸入344通過第二開關(guān)330耦合到地,并且比較器340的輸入342耦合到在電壓源310處提供的電壓,在各種示例中,在比較器340的輸入342與輸入344之間的電壓差分被配置成大于由比較器340用于檢測開路負載狀況的差分閾值,如關(guān)于圖4a和4b進一步解釋的,并且因此開路負載檢測輸出346將提供指示在電路輸出360處不存在開路負載狀況的信號電平。在其中比較器340使用絕對閾值電壓電平來確定在電路輸出360處是否存在開路負載狀況的示例中,在比較器340的輸入344處的地電平電壓輸入將使比較器在開路負載檢測輸出346處提供輸出,該輸出指示在電路輸出360處不存在開路負載狀況。
在各種示例中,開路負載檢測電路301是可操作的,以如下從在電路輸出360處提供“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到在電路輸出360處提供“on”狀態(tài)指示。在開始從“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)指示之前,如果電流源350尚未被激活,開路負載檢測電路301是可操作的,以打開電流源350,并且如果比較器340尚未被激活,打開比較器340。一旦電流源350和比較器340兩者都被激活,開路負載檢測電路301就操作第二控制器332以打開開關(guān)330,并且一旦開關(guān)330打開,操作第一控制器314以閉合開關(guān)312。打開第二開關(guān)332將節(jié)點355和電路輸出360與地斷開。閉合第一開關(guān)312將增量電壓電路320的第一節(jié)點313耦合到電壓供電310。假設(shè)在電路輸出360處不存在開路負載狀況,節(jié)點355和電路輸出360為電流的流動提供從電壓供電310通過增量電壓電路320到電路輸出360的路徑,該電流通過導體380傳導到設(shè)備390,其中電流由設(shè)備390吸收。增量電壓電路320充當向設(shè)備390提供電流的電壓源。通過增量電壓電路320的電流(idv)使在增量電壓電路320的第一節(jié)點313與第二節(jié)點315之間提供由電壓降(δv)321表示的電壓差分。結(jié)果,在第二節(jié)點315處和因此也在節(jié)點355和電路輸出360處提供的電壓電平從地電平電壓轉(zhuǎn)變到小于由電壓供電310提供的電壓電平的電壓電平,但是轉(zhuǎn)變到足夠高以使設(shè)備390的開關(guān)設(shè)備394飽和的電壓電平,因此在電路輸出360處提供指示用于設(shè)備390的“on”狀態(tài)的“on”電壓電平。
在從提供“off”狀態(tài)指示到提供“on”狀態(tài)指示的該轉(zhuǎn)變期間,并且假設(shè)相對于電路輸出360不存在開路負載狀況,電流源350開始從電流輸出353向節(jié)點355提供電流(iol),電流由正被提供給電路輸出360的電流輸出353提供并由設(shè)備390吸收,如上關(guān)于由增量電壓電路320的第二引線315提供的電流所述。然而,因為電流源350被配置為具有標稱輸出電流iol,在從“off”狀態(tài)到“on”狀態(tài)的該轉(zhuǎn)變期間由電流源350提供的電流的電平是防止電流源350將在節(jié)點355處提供的電壓電平朝著在第一輸入351處提供給電流源350的電壓電平上拉的電平。結(jié)果,在節(jié)點355處和因此在電路輸出360處提供的電壓電平由在增量電壓電路320的第二節(jié)點315處提供的電壓電平規(guī)定,其中增量電壓電路320能夠源出在負載電阻器396上建立該電壓所需的電流。
在各種示例中,在從提供“off”狀態(tài)指示到提供“on”狀態(tài)指示的該轉(zhuǎn)變期間,比較器340監(jiān)視在比較器340的輸入342與344之間提供的電壓差分。在這些條件下,輸入342被提供由電壓源310提供的輸入電壓電平。耦合到節(jié)點355的輸入344將看到電壓電平從地電平電壓直到代表在增量電壓電路320的第二節(jié)點315處提供的電壓電平的電壓電平的轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變完成時,在節(jié)點355處提供最大電壓電平vout,o,其中vout,o可以由使用以下公式計算的電壓電平表示:
vout,o=vsupply_voltage-δv
其中vsupply_voltage表示由電壓供電310提供的電壓電平,并且δv表示在為開路負載檢測電路301從“off”狀態(tài)指示到“on”狀態(tài)指示的轉(zhuǎn)變時段的結(jié)束時在增量電壓電路320的第一節(jié)點313與第二節(jié)點315之間提供的電壓降δv321。為了該計算,為了簡單起見假設(shè)開關(guān)314是理想的并且不具有電壓降。當已經(jīng)達到轉(zhuǎn)變狀態(tài)的結(jié)束并且相對于電路輸出360尚未發(fā)生開路負載狀況時,在節(jié)點355和電路輸出360處提供用于vout,o的最大電壓電平。在該轉(zhuǎn)變階段的結(jié)束時,在電路輸出360處提供的電壓電平將達到用于vout,o的最大電壓電平。流出輸出360的電流iout是由電流源350提供的電流iol和通過增量電壓電路320的電流idv的總和。在各種示例中,在這些條件下,在比較器340的輸入342和輸入344處提供的差分電壓大于被設(shè)置為由比較器340用于檢測開路負載狀況的閾值差分電壓值的最小值,并且因此比較器340是可操作的,以在開路負載檢測輸出346處提供指示在電路輸出360處不存在開路負載狀況的信號。
一旦達到從“off”到“on”狀態(tài)指示的轉(zhuǎn)變的結(jié)束,通過增量電壓電路320的電流將達到基本穩(wěn)定和最大的值,因此使在節(jié)點355和在電路輸出360處提供電壓vout,o。在這些條件下,并且假設(shè)尚未發(fā)生開路負載狀況,設(shè)備390應當已經(jīng)完全接通,并且比較器340不提供已經(jīng)檢測到開路負載狀況的指示。此外,電流源350仍然激活,提供從電流輸出353到節(jié)點355的標稱電流iol,但是仍然處于不將在節(jié)點355處提供的電壓電平上拉到高于由增量電壓電路320提供的電壓電平vout,o的配置。在各種示例中,電流源350和比較器340在“on”狀態(tài)指示期間并且在從提供“off”狀態(tài)指示到提供“on”狀態(tài)指示的轉(zhuǎn)變結(jié)束之后仍然連續(xù)活動,并且因此在正在電路輸出360處提供on狀態(tài)指示的時間期間繼續(xù)監(jiān)視電路輸出360以用于在電路輸出360處的開路負載狀況的任何發(fā)生。在“off”狀態(tài)期間、在從“off”狀態(tài)到“on”狀態(tài)的轉(zhuǎn)變期間、以及在不存在開路負載狀況的情況下,在穩(wěn)定狀態(tài)“on”狀態(tài)期間的轉(zhuǎn)變狀態(tài)之后,相對于電路輸出360的電壓電平被圖示在下面進一步討論的圖4a和4b的跡線422中。
再次參考圖3,在各種示例中,開路負載檢測電路301是可操作的,以如下從在電路輸出360處提供“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到在電路輸出360處提供“on”狀??態(tài)指示。如上所述,在開始從“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)指示之前,開路負載檢測電路301是可操作的,以如果電流源350尚未接通則打開電流源350,并且如果比較器340尚未接通則打開比較器340。一旦電流源350和比較器340兩者都被激活,開路負載檢測電路301操作第二控制器332以打開第二開關(guān)330,并且一旦第二開關(guān)330打開,操作第一控制器314以閉合第一開關(guān)312。打開第二開關(guān)332將節(jié)點355和電路輸出360與地斷開。閉合第一開關(guān)312將增量電壓電路320的第一引線313耦合到電壓源310。一旦從“off”狀態(tài)指示向“on”狀態(tài)指示的轉(zhuǎn)變已經(jīng)啟動,并且開路負載狀況確實存在,開路負載檢測電路301是可操作的,以如下執(zhí)行。在第一開關(guān)312閉合并且第二開關(guān)330打開的情況下,增量電壓電路320通過第一節(jié)點313耦合到電壓源310,并且第二節(jié)點315與地斷開。由于在節(jié)點315處提供的電壓,增量電壓電路320充當向設(shè)備390提供任何電流的電壓源。第一輸出360被上拉到vout,o,其中350提供電流iol并且320提供電流idv,其中idv比iol大得多。在輸出處具有開路負載狀況的情況下,電壓將上升到高于vout,o。在vout,o的電平處,增量電壓電路320停止源出電流,并且僅僅電流iol將源出電流,這將會將上拉輸出360進一步高于vout,o,并且還高于開路負載閾值電壓電平。一旦電流源350已經(jīng)將在節(jié)點355處提供的電壓電平拉到一電壓電平(該電壓電平基于在節(jié)點342處的電壓電平與由電壓源350提供的電壓電平之間的差小于閾值差分電壓電平或超過開路負載閾值電壓電平),比較器340是可操作的,以在開路負載檢測輸出346處提供指示在電路輸出360處的開路負載狀況的輸出。
以這種方式,開路負載檢測電路301是可操作的,以在開路負載檢測電路301從電路輸出360處提供“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到提供“on”狀態(tài)指示的整個時間期間提供開路負載狀況的指示。在各種示例中,如果在該轉(zhuǎn)變階段期間不發(fā)生開路負載狀況,電流源350和比較器340可以仍然激活,并且如果在開路負載檢測電路301繼續(xù)在電路輸出360處提供“on”狀態(tài)指示的時間期間發(fā)生開路負載狀況,提供開路負載狀況的指示。在“off”狀態(tài)期間、在從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)期間、以及在存在開路負載狀況的情況下,在穩(wěn)態(tài)“on”狀態(tài)期間的轉(zhuǎn)變狀態(tài)之后,相對于電路輸出360的電壓電平被圖示在圖4a和圖4b中,如下面進一步討論的。在各種示例中,當在比較器340的開路負載檢測輸出346處生成指示開路負載狀況的開路負載檢測信號時,開路負載檢測電路301是可操作的,以生成報警信號。在各種示例中,當在電路輸出360處檢測到開路負載狀況時,開路負載檢測電路301是可操作的,以從提供“on”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到“off”狀態(tài)指示,如上所述。
假設(shè)在該轉(zhuǎn)變階段期間不存在開路負載狀況,節(jié)點355和電路輸出360提供用于電流從電壓源310通過電流源350和增量電壓電路320流動到電路輸出360的路徑,電流(iout)通過導體380傳導到設(shè)備390并由設(shè)備390吸收。如上所述,增量電壓電路320是可操作的,以在增量電壓電路320的第一節(jié)點313與第二節(jié)點315之間提供電壓降δv321。結(jié)果,在第二節(jié)點315處和因此也在節(jié)點355和電路輸出360處提供的電壓電平從地電平電壓轉(zhuǎn)變到小于由電壓源310提供的電壓電平的電壓電平,但是轉(zhuǎn)變到足夠高以使設(shè)備390的開關(guān)設(shè)備394飽和的電壓電平,因此在電路輸出360處提供指示針對設(shè)備390的“on”狀態(tài)的“on”電壓電平。在各種示例中,由“地”384表示的短路狀況可以沿著導體380發(fā)生,或者可以簡單地短路到電路輸出360而發(fā)生。在各種示例中,電壓供電310和電流源350兩者都是可操作的,以限制電流,或者在相對于電路輸出360發(fā)生短路狀況的情況下完全停止電流到電路輸出360。
開路負載檢測電路301的優(yōu)點包括:在用于電路輸出的“off”狀態(tài)指示與“on”狀態(tài)指示之間的整個轉(zhuǎn)變時間期間執(zhí)行開路負載檢測。此外,在轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)指示已經(jīng)完成之后的“on”狀態(tài)指示期間,可以繼續(xù)執(zhí)行開路負載檢測。開路負載檢測在轉(zhuǎn)變期間不影響電路輸出的開關(guān)行為,其中開路負載檢測電路例如不增加轉(zhuǎn)變時間的持續(xù)時間或延遲電路輸出向電路輸出提供穩(wěn)定狀態(tài)(vout,o)電壓電平所需的時間。由于在vs_out減去δv與檢測閾值電壓之間的小電壓差(在各種示例中為10毫伏至1伏,并且在各種示例中可以小于10毫伏),當開路負載狀況發(fā)生時檢測時間小,其中常規(guī)開路負載檢測技術(shù)需要三態(tài)電壓范圍。諸如最大負載電阻、最小開路負載電阻和最大漏電流之類的開路負載檢測參數(shù)是可容易定義的。例如,負載電阻的范圍可以從非常低(例如單位歐姆范圍)一直到20千歐。電阻的示例將被認為指示“開路負載狀況”,并且包括具有值的電阻,該值為用于旨在耦合到開路負載檢測電路的輸出(諸如開路負載檢測電路301的電路輸出260)的負載的期望電阻值的兩倍或更多倍??赡苤甘尽伴_路負載狀況”的漏電流的示例可能在微安的范圍中,并且在其它示例中,在毫安的范圍中。另外,不需要生成附加的開關(guān)階段并且由控制開路負載檢測模塊以便提供開路負載檢測的處理器或微控制器控制,因此減少處理器或微控制器上的工作負載。另外,不需要一個或多個外部設(shè)備,包括沒有反饋引腳或反饋導體,以便相對于開路負載檢測電路301的電路輸出360提供開路負載檢測。此外,不需要三態(tài)階段,在其間負載將不受控制,以便使用開路負載檢測電路301提供開路負載檢測,并且因此開路負載檢測電路301可以用在其中不允許三態(tài)階段的應用中。
圖4a圖示根據(jù)本公開的一個或多個方面的各種信號電平的圖形表示400。圖形表示400包括具有電壓軸401和時間軸412的圖410。圖410包括各種電壓電平414、416、418、420和440以及各種時間段402、404和406的圖形表示。如圖4a中所圖示,圖410包括代表可能在各種示例中由開路負載檢測電路301的電路輸出360提供的各種電壓電平的各種電壓跡線422、424a和424b。在各種示例中,電壓電平414表示電壓供電310的電壓電平,電壓電平416表示用于確定在電路輸出360處是否存在開路負載狀況的閾值電壓電平,電壓電平418表示當沒有開路負載狀況存在時開路負載檢測電路360正在電路輸出360處提供“on”狀態(tài)電壓電平指示時提供的典型電壓電平vout,o,并且電壓電平420表示必須在電路輸出360處提供以便提供足夠的“on”信號來接通耦合到電路輸出360的設(shè)備390的最小電壓電平。如圖4a中所圖示,圖450包括電流軸451和時間軸452。代表在圖3中的輸出360處由開路負載檢測電路301提供的電流iout的一組電流電平452、454和456在時間段402、404和406上由電流跡線455圖示。如圖4a中所圖示,圖450包括代表可能在各種示例中由開路負載檢測電路301的電路輸出360提供的各種電流電平的各種電流跡線455、455a和455b。在各種示例中,電流電平454表示在輸出360處的電流iout的電流電平,電流iout表示當沒有開路負載狀況存在時idl和iol的總和。電流電平456表示由電流源356提供的電流iol的電流電平。
在時間段402期間,開路負載檢測電路301正在電路輸出360處提供“off”狀態(tài)指示,該狀態(tài)指示由處于表示零(接地)電平電壓的電壓電平440的電壓跡線422表示。在被指示為始于時間403并結(jié)束于時間405的時間段404期間,開路負載檢測電路301從在電路輸出360處提供“off”電平電壓指示轉(zhuǎn)變到在電路輸出360處提供“on”電平電壓指示。在時間段404的開始,電流源350和增量電壓電路320是可操作的,以將如由圖450限制的高于iout的電流提供給電路輸出360(由從無電流輸出到由在圖450中從零電平452上升到電平454的電流跡線455表示的電流輸出的轉(zhuǎn)變表示)。假設(shè)相對于電路輸出360不存在開路負載狀況,電壓跡線422在時間點424上升到最大電壓電平418,并且只要相對于電路輸出360無開路負載狀況發(fā)生就仍然在該電壓電平。另外,如果相對于電路輸出360不存在開路負載狀況,電流iout將仍然在如由實線455a所示的電流電平454。只要在時間段406期間不發(fā)生開路負載狀況,其中時間段406表示期間開路負載檢測電路301仍然在“on”狀態(tài)指示階段的時間,電壓跡線422將仍然在電壓電平418。如圖4a中所圖示,在時間段402、404和406期間的電壓跡線422低于表示用于確定是否存在開路負載狀況的閾值電壓電平的電壓電平416。在各種示例中,在這樣的條件下,比較器340使用電壓電平416作為用于確定是否存在開路負載狀況的絕對閾值電壓電平,并且當比較器340在輸入344處接收電壓電平422時,因為該電壓電平小于閾值電壓電平416,比較器340確定相對于電路輸出360不存在開路負載狀況。在替代方案中,在各種示例中,比較器340是可操作的,以比較電壓跡線422相對于電壓供電電平414的電壓差分428,并且確定電壓差428是否大于閾值電壓差分426(代表電壓電平414與閾值電壓電平416之間的電壓差)。如果電壓差分428大于電壓差分426,比較器是可操作的,以再次確定相對于電路輸出360不存在開路負載狀況。
在替代方案中,在當開路負載檢測電路開始由時間段404表示的轉(zhuǎn)變階段的時間403,如果相對于電路輸出360確實存在開路負載狀況,在電路輸出360處提供的輸出電壓將最初如由電壓跡線422所示地上升到在電壓電平418的電平。在該初始時間期間,電流iout也將跟隨由跡線455圖示的路徑,最初上升到電流電平454。然而,在時間424,輸出節(jié)點360已經(jīng)被上拉到電壓電平418,并且不存在電流路徑或者僅僅存在來自節(jié)點355的用于從電流源350提供的電流的極其小的電流路徑。結(jié)果,電流iout降到如由(虛線)455b所示的iol的電平。虛線455b表示仍然來自節(jié)點355的由電流源350提供的電流iol(諸如當在輸出360處存在高歐姆狀況時)。因為在輸出360處存在高歐姆狀況,電流源350如由電壓跡線(虛線)424a所圖示地將在輸出360處的電壓電平上拉到高于閾值電壓電平416但是小于用于電壓供電310的電壓電平414的電壓電平,如由電壓跡線(虛線)424b所圖示。
一旦電壓電平424a在時間424c上升到高于閾值電壓電平416,在各種示例中,比較器340已經(jīng)在輸入344處接收超過絕對閾值電壓416的電壓電平424(a-b),并且基于已經(jīng)超過該閾值電壓電平416的跡線424a和424b,確定電壓跡線424指示在電路輸出360處存在的開路負載狀況。在替代方案中,在各種示例中,比較器340是可操作的,以比較電壓跡線424相對于電壓供電電平414的電壓差分430,并且如果電壓差分430小于閾值電壓差分426(代表電壓電平414與閾值電壓電平416之間的電壓差),比較器是可操作的,以再次確定相對于電路輸出360存在開路負載狀況。
如在圖4b中進一步圖示的,在由時間段404表示的轉(zhuǎn)變時段期間,對于電壓跡線422,相對于電路輸出360可能不存在開路負載狀況,但是在由時間407表示的時間段406期間的某個時間,相對于電路輸出發(fā)生開路負載狀況。如上所指出的,即使在轉(zhuǎn)變時段404期間沒有檢測到開路負載狀況時,開路負載檢測電路301也在由時間段406表示的“on”狀態(tài)指示期間繼續(xù)監(jiān)視相對于電路輸出360的開路負載狀況。如圖4b中所圖示,如果在時間段406期間首先發(fā)生開路負載狀況,由輸出360提供的電流路徑不為電流提供路徑,或者僅僅為電流提供極其小的路徑,其中電流跡線455將降到如上關(guān)于圖4a所述的電流的電流電平456(虛線455b)。當電流455降到如由虛線455b圖示的電流的電平456時,電流源350是可操作的,以使在電路360處提供的電壓電平如由電壓跡線(虛線)442a所示地上升到如由電壓電平(虛線)442b圖示的高于閾值電壓電平416的電平。如圖4b中所圖示,電壓跡線442a和442b圖示在相對于電路輸出360發(fā)生開路負載狀況時在電路輸出處上升到高于閾值電壓電平416的電平的電壓電平。如上關(guān)于電壓跡線424a和424b所述,當電壓跡線442a-b在時間442c上升到高于閾值電壓電平416的電壓電平時,比較器340是可操作的,以提供指示已經(jīng)在電路輸出360處檢測到開路負載狀況的輸出信號。雖然已經(jīng)關(guān)于開路負載檢測電路301描述了如在圖4a和圖4b中圖示的這些說明和開路負載檢測技術(shù),但是這些技術(shù)不限于由關(guān)于圖3描述的開路負載檢測電路301的利用,并且將理解:這些技術(shù)或這些技術(shù)的變型可以由附加示例性開路負載檢測電路或其變型應用,如本公開中所述。
圖5圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路501的示意圖500。在各種示例中,開路負載檢測電路501包括耦合到電路輸出560的增量電壓電路(δv)520和電流源550。如所圖示的,增量電壓電路520的第一節(jié)點511耦合到電壓供電(vs_out)510,并且增量電壓電路520的第二節(jié)點513耦合到半導體設(shè)備514的第一引線。半導體設(shè)備514的第二引線耦合到地516,并且半導體514的柵極耦合到控制器526。在各種示例中,控制器526被配置成向半導體設(shè)備514的柵極提供控制信號,以便控制半導體514作為用于連接和斷開增量電壓電路520的第二節(jié)點513和地516的開關(guān)操作。
在各種示例中,增量電壓電路520包括半導體設(shè)備512和放大器524。如所圖示的,半導體設(shè)備512包括:耦合到增量電壓電路520的第一節(jié)點511的第一引線,以及耦合到增量電壓電路520的第二節(jié)點513的第二引線。放大器524包括:耦合到控制器522的第一輸入521,耦合到增量電壓電路520的第二節(jié)點513的第二輸入523,以及耦合到半導體設(shè)備512的柵極的輸出525。在各種示例中,控制器522是可操作的,以向放大器524的第一輸入521提供參考電壓(vref),并且存在于第二節(jié)點513處的輸出電壓電平作為反饋被提供給放大器524的第二輸入523。放大器524被配置成在輸出525處提供輸出電壓,該輸出電壓被施加到半導體設(shè)備512時允許半導體設(shè)備512將在節(jié)點511處由電壓供電510供應的電壓調(diào)節(jié)到在第二節(jié)點513處的電壓電平,該電壓電平與作為vref被提供給放大器524的輸入521的電壓電平相同或基本相同。
以這種方式,當增量電壓電路520被激活并且適當?shù)呢撦d耦合到電路560時,在節(jié)點555處提供的電壓由半導體設(shè)備512和放大器524精確地控制成基本上等于正被提供給放大器524的輸入521的vref電壓。在各種示例中,當增量電壓電路520被激活并且適當?shù)呢撦d連接到電路輸出560時,vref電壓以及因此提供給電路輸出560的電壓電平被設(shè)置為小于由電壓供電510提供的電壓電平,并且小于用于開路負載狀況的檢測的閾值電壓,但是足夠高以提供足夠的電壓電平來為耦合到電路輸出560的設(shè)備590提供“on”電平信號。在各種示例中,當適當?shù)呢撦d耦合到電路輸出560時在增量電壓電路520的第二節(jié)點513處提供的“on”電壓電平被稱為vout,o,并且被計算為vout,o=vsupply_out-δv,其中vsupply_out是由電壓供電510提供的電壓電平,并且δv表示由于由放大器524提供給電路輸出560和負載590的半導體設(shè)備512的調(diào)節(jié)而在增量電壓電路520的第一節(jié)點511與第二節(jié)點513之間的電壓降δv(529)。
半導體設(shè)備512和514不限于任何特定類型的半導體設(shè)備,并且在各種示例中是雙極晶體管、金屬氧化物場效應晶體管(mosfet)、互補金屬氧化物半導體(cmos)設(shè)備,但是不限于這些設(shè)備或這些類型的設(shè)備中的任何特定的設(shè)備,可以是可以作為如本文在開路負載檢測電路301中所述和所示的可變電阻操作的任何其它類型的設(shè)備。在各種示例中,半導體設(shè)備512和514不是相同類型的設(shè)備。在各種示例中,半導體設(shè)備514是固態(tài)繼電器(ssr)??刂破?22不限于任何特定類型的控制器,并且可以是任何設(shè)備或電路,任何設(shè)備或電路是可操作的,以由開路負載檢測電路501控制以向放大器524的輸入521提供參考電壓。此外,控制器526不限于任何特定類型的控制器,并且可以是任何設(shè)備或電路,任何設(shè)備或電路是可操作的,以由開路負載檢測電路501控制以提供可操作以控制半導體設(shè)備514的狀態(tài)的控制信號。
在各種示例中,電流源550是如圖3中所圖示的電流源350,并且提供與上面關(guān)于電流源350所述的相同的功能和性能特征。如圖5中所圖示,電流源550具有耦合到電壓供電510的輸入551和耦合到節(jié)點555的電流輸出553。在各種示例中,電流源550是低降電流源,在節(jié)點555處存在電流路徑以吸收電流但是該電流高于用于開路負載狀況的檢測的閾值的最小電平時是可操作的,以從電流輸出553提供電流輸出(iol)557。當存在來自節(jié)點555的電流路徑以吸收大于由電流源550提供的最小電流iol時,電流源550是可操作的,以向節(jié)點555提供電流iol,同時對節(jié)點555處的電壓電平?jīng)]有影響。然而,當電流源550被激活并且沒有電流路徑,或者存在不可以從電流源550吸收電流的最小電平(大于閾值電平)的電流路徑(高歐姆)時,電流源550是可操作的,以將在節(jié)點555處提供的電壓電平上拉到一電壓電平,該電壓電平高于用于在電路輸出560處檢測開路負載狀況的閾值電壓電平并且將使比較器540確定相對于電路輸出560存在開路負載狀況。在各種示例中,當電流源550被激活并且在節(jié)點555處不存在電流路徑,或者僅僅存在用于來自電流源550的電流的非常小的電流路徑時,電流源550是可操作的,以將在節(jié)點555處提供的電壓電平拉到基本上等于正由電壓供電510提供的電壓電平的電壓電平。
在各種示例中,比較器540是如圖3中所圖示的比較器340,并且以與上面關(guān)于比較器340所述的相似的方式、使用關(guān)于圖4a和圖4b所述的技術(shù)中的一個或多個來提供相同的功能并執(zhí)行特征。如圖5中所圖示,比較器540包括:耦合到電路輸出560的第一輸入541,耦合到電壓供電510的第二輸入,以及開路負載檢測輸出545。在各種示例中,比較器540是可操作的,以比較在電壓供電510與在電路輸出560處提供的電壓電平之間的電壓差分,并且當電壓供電510與電路輸出560處的電壓電平之間的電壓差分小于閾值電壓差分電平時在開路負載檢測輸出545處提供輸出信號。在各種示例中,比較器540是可操作的,以在第一輸入541處接收電壓電平,比較輸入541處的電壓電平和絕對閾值電壓值,并且如果輸入541處的電壓電平超過絕對閾值電壓值則在輸出545處提供指示電路輸出560處的開路負載狀況的輸出信號。當適當?shù)呢撦d耦合到電路輸出560時,絕對閾值電壓值被設(shè)置在高于由增量電壓電路520提供的vout,o電壓電平,但是小于由電壓供電510提供的電壓電平的某個值。
如圖5中所示,開路負載檢測電路501是可操作的,以通過耦合503耦合到由說明性設(shè)備590表示的負載505,其中耦合503包括導體580,該導體580是可操作的,以將開路負載檢測電路501的電路輸出560耦合到設(shè)備590的輸入591。如所圖示的,由“x”582表示的開路負載狀況可以關(guān)于由如上關(guān)于連接器380所述的導體580提供的連接以及如關(guān)于圖3所述的開路負載狀況382而存在,并且其中連接380和開路負載狀況382的描述可應用于如圖5中所圖示的連接器580和開路負載狀況582。另外,在各種示例中,負載590包括:分別各自對應于如圖3中所圖示的設(shè)備390的電阻負載392和396、開關(guān)設(shè)備394和開關(guān)輸出393的電阻負載592和596、開關(guān)設(shè)備594和開關(guān)輸出593。這樣,在這些示例中,負載305和連接303的特征和功能可應用于負載505和連接503,并且所以連接503和負載505的完整描述在此不被重復。然而,負載505的示例不限于任何特定類型的負載,并且在各種示例中可以是任何類型的負載,任何類型的負載是可操作的,以由開路負載檢測電路501所提供的電路輸出560控制。
開路負載檢測電路501以與上面關(guān)于圖3中的開路負載檢測電路301所述的相似的方式操作,但是使用增量電壓電路520代替由開路負載檢測電路301利用的增量電壓電路320。例如,當開路負載檢測電路501正在電路輸出560處為設(shè)備590提供“off”狀態(tài)指示時,控制器522操作以控制放大器524和半導體設(shè)備512,使得半導體設(shè)備512充當開路開關(guān),并且控制器526操作以控制半導體設(shè)備514充當閉合開關(guān)。當處于這種配置時,電路輸出560通過半導體設(shè)備514耦合到地516,并且沒有電流通過增量電壓控制電路520流動。在各種示例中,設(shè)備590包括開關(guān)設(shè)備594以及為輸入591提供無源下拉的電阻負載596。這樣,由電路輸出560提供的輸入591到地的耦合向設(shè)備590提供“off”狀態(tài)信號電平,從而使負載590處于“off”狀態(tài)。
在“off”狀態(tài)期間,電流源550和比較器540可以是不活動的。然而,如果電流源550在“off”狀態(tài)期間是活動的,電流源550是可操作的,以在電流輸出553處通過半導體設(shè)備514向地提供小電流,并且因此不影響在節(jié)點555處提供的電壓電平。在“off”狀態(tài)期間,如果比較器540被激活,比較器540的輸入541通過半導體設(shè)備514耦合到地,并且因此由于正在輸入541處提供低電壓電平而將不檢測開路負載狀況。
當在電路輸出560處從提供“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)指示時,開路負載檢測電路501操作控制器526以使半導體設(shè)備514充當開路開關(guān),將節(jié)點555和電路輸出560與地516斷開。在將節(jié)點555和輸出560與地516斷開之后,開路負載檢測電路520被激活,其中控制器522向放大器524的輸入521提供vref電壓電平,并且作為響應,放大器524的輸出525向半導體設(shè)備512的柵極提供信號,使半導體設(shè)備512操作以允許電流通過半導體設(shè)備512流動。假設(shè)適當?shù)呢撦d連接到電路輸出560,從第一節(jié)點511通過半導體設(shè)備512并且流出增量電壓電路520的第二節(jié)點513的電流將會將增量電壓電路520的第二節(jié)點513基本上上拉到在放大器524的輸入521處提供的vref的電壓電平,并且從第二節(jié)點513到放大器524的輸入523的反饋將會將在節(jié)點555處的電壓電平穩(wěn)定在vref的電平。隨著從“off”狀態(tài)電壓電平到on狀態(tài)電壓電平的轉(zhuǎn)變的完成,電路輸出560將提供基本上等于vref的最大電壓電平,最大電壓電平足夠向設(shè)備590提供“on”信號,并且因此是可操作的,以將設(shè)備590從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)。此外,因為在電路輸出560處提供的電壓電平小于在電路輸出560處所需的閾值電壓電平以使比較器540檢測關(guān)于電路輸出560存在開路負載狀況,比較器540將不提供指示開路負載狀況的輸出信號。在這些操作條件下,由于由負載590在節(jié)點555處提供的電流路徑,電流源550將不可操作以控制節(jié)點555處的電壓電平,并且將提供與上述的相似的弱電流iol。
在替代示例中,當如圖5中所圖示的開路負載檢測電路501正在電路輸出560處從提供“off”狀態(tài)指示向“on”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變時,如果在任何時候適當?shù)呢撦d都不耦合到電路輸出560(如由開路負載狀況“x”582表示),下面的將發(fā)生。在初始電流中,輸出560由增量電壓電路520和電流源550充電,并且在輸出560處的電壓被上拉到電壓電平vout,o。在開路負載狀況下,電流源550是可操作的,以將在節(jié)點555處提供的電壓電平上拉到高于閾值電壓電平的、用于檢測相對于電路輸出560的開路負載狀況的電壓電平,而增量電壓電路520不能夠在節(jié)點513上源出高于vout,o的電壓電平的任何電流,并且當被提供在比較器540的輸入541處時該電壓電平將使比較器540在開路負載檢測輸出545處生成指示在電路輸出560處存在開路負載狀況的輸出信號。在各種示例中,如上所述,比較器540使用電壓差分或絕對閾值電壓電平中的任一個來確定在節(jié)點555處提供的電壓電平指示在電路輸出560處的開路負載狀況。
另外,一旦開路負載檢測電路501已經(jīng)在電路輸出560處完成從提供“off”狀態(tài)指示到提供“on”狀態(tài)指示的轉(zhuǎn)變,監(jiān)視電路輸出560處的開路負載狀況就可以繼續(xù),同時處于“on”狀態(tài)。如果在電路輸出560處提供“on”狀態(tài)指示時的任何時候都相對于電路輸出560發(fā)生開路負載狀況,開路負載檢測電路501是可操作的,以檢測開路負載狀況,并提供輸出信號指示:以與上面在從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)期間關(guān)于開路負載狀況的檢測所述的相同的方式檢測開路負載狀況。在各種示例中,如果開路負載狀況在轉(zhuǎn)變階段期間或在“on”階段期間由開路負載檢測電路501檢測,開路負載檢測電路501是可操作的,以從“on”狀態(tài)轉(zhuǎn)變回到“off”狀態(tài)。在各種示例中,從“on”轉(zhuǎn)變到“off”狀態(tài)包括去激活增量電壓電路520,并且在各種示例中進一步包括操作半導體設(shè)備514以將電路輸出560耦合到地516。在各種示例中,由“地”584表示的短路狀況可以沿著導體580或者簡單地通過短路到電路輸出560而發(fā)生。在各種示例中,電壓供電510和電流源550兩者都是可操作的,以限制電流,或者在相對于電路輸出560發(fā)生短路狀況的情況下完全停止電流到電路輸出560。
開路負載檢測電路501的優(yōu)點包括上面關(guān)于開路負載檢測電路301所述的優(yōu)點。另外,開路負載檢測電路501提供基于反饋控制和由放大器524提供的其它參數(shù)而精確定義和控制的“on”狀態(tài)輸出電壓電平的優(yōu)點。在各種示例中,開路負載檢測電路501是如圖1中所圖示的輸出控制電路120的電路輸出122、124和126中的一個或多個。在各種示例中,如圖1中所圖示的cu110的處理器112提供控制信號以控制開路負載檢測電路501的控制器522和控制器526的操作。在各種示例中,比較器540的開路負載檢測輸出545提供代表開路負載狀況的檢測的輸出信號作為到cu110的處理器112的輸入,用于由cu110進一步處理。在各種示例中,響應于接收指示開路負載狀況的檢測的信號,cu110的處理器112是可操作的,以給開路負載檢測電路501提供控制信號,該控制信號是可操作的,以使開路負載檢測電路501從在電路輸出560處提供“on”狀態(tài)電平轉(zhuǎn)變到在電路輸出560處提供“off”狀態(tài)電平輸出。
圖6圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路601的示意圖600。在各種示例中,開路負載檢測電路601包括耦合到電路輸出660的增量電壓電路(δv)620和電流源650。如所圖示的,增量電壓電路620的第一節(jié)點611耦合到電壓供電(vs_out)610,并且增量電壓電路620的第二節(jié)點613耦合到半導體設(shè)備616的第一引線。半導體設(shè)備616的第二引線耦合到地618,并且半導體616的柵極耦合到控制器626。在各種示例中,控制器626被配置成向半導體設(shè)備616的柵極提供控制信號,以便允許半導體設(shè)備616充當開關(guān),該開關(guān)是可操作的,以連接或斷開增量電壓電路620的第二節(jié)點613與地618。
在各種示例中,增量電壓電路620包括半導體設(shè)備612和二極管614。如所圖示的,半導體設(shè)備612包括:耦合到增量電壓電路620的第一節(jié)點611的第一引線,以及耦合到二極管614的陽極的第二引線。二極管614包括耦合到增量電壓電路620的第二節(jié)點613的陰極。在各種示例中,控制器622耦合到半導體設(shè)備612的柵極,并且是可操作的,以控制半導體設(shè)備612,使得半導體612作為開關(guān)操作以將由電壓供電610提供的電壓耦合到二極管614的陽極。在這些條件下,如果用于從第二節(jié)點613流出的電流的路徑可用,通過增量電壓電路620的電流將導致在第一節(jié)點611與第二節(jié)點613之間由電壓降(δv)629表示的電壓降,并且在節(jié)點613處提供的電壓輸出將被提供給節(jié)點655和電路輸出660。在其中半導體設(shè)備612正作為閉合開關(guān)操作的各種示例中,電壓降δv629將簡單地是跨過二極管614的電壓降,并且在第二節(jié)點613處提供的電壓電平將基本上為vout,o=vsupply_voltage-vdiode,其中vsupply_voltage是正由電壓供電610提供的電壓電平,并且vdiode是由于通過增量電壓電路620的電流而跨過二極管614發(fā)生的電壓降。在各種示例中,vdiode在室溫下基本上為0.7伏。在其中控制器622可操作以將半導體設(shè)備612控制為電阻負載的示例中,當正通過增量電壓電路620發(fā)生電流時可以生成跨過半導體設(shè)備612的附加電壓降。在其中半導體設(shè)備612正作為電阻負載操作的操作條件下,在第二節(jié)點613處提供的電壓電平將是被計算為vout,o=vsupply_voltage-vdrop612-vdiode的電壓降δv629,其中vsupply_voltage是由電壓供電610提供的電壓電平,vdrop612是由通過增量電壓電路620的電流產(chǎn)生的跨過半導體設(shè)備612的電壓降,并且vdiode是由通過增量電壓設(shè)備620的電流引起的跨過二極管614的電壓降。
以這種方式,當增量電壓電路620被激活并且適當?shù)呢撦d耦合到電路輸出660時,在節(jié)點655處提供的電壓被提供為由通過增量電壓電路620的電流產(chǎn)生的vout,o。在各種示例中,vout,o電壓電平被設(shè)置為小于由電壓供電610提供的電壓電平,并且小于用于開路負載狀況的檢測的閾值電壓,但是足夠高以提供足夠的電壓電平來為耦合到電路輸出660的設(shè)備690提供“on”信號。
在圖6中,半導體設(shè)備612和616不限于任何特定類型的半導體設(shè)備,并且在各種示例中是固態(tài)繼電器(ssr)、雙極晶體管、金屬氧化物場效應晶體管(mosfet)、互補金屬氧化物設(shè)備(cmos),但是不限于這些設(shè)備或這些類型的設(shè)備中的一個,所述半導體設(shè)備612和616可以是任何其它類型的設(shè)備,任何其它類型的設(shè)備可以作為如本文在開路負載檢測電路601中所述和所示的開關(guān)設(shè)備操作。此外,控制器622和控制器626不限于任何特定類型的控制器,并且可以是任何設(shè)備或電路,任何設(shè)備或電路是可操作的,以由開路負載檢測電路601控制以提供控制信號,該控制信號是可操作的,以分別控制半導體設(shè)備612和616的狀態(tài)。
在各種示例中,電流源650是如圖3中所圖示的電流源350,并且提供與如上面關(guān)于電流源350所述的相同的功能和性能特征,但是具有如本文中關(guān)于電流源650進一步描述的差異。如圖6中所圖示,電流源650具有耦合到第二電壓供電(vs_out2)670的輸入651以及耦合到半導體設(shè)備654的第一引線的電流輸出653。如所圖示的,半導體設(shè)備654包括耦合到節(jié)點655的第二引線以及耦合到控制器652的柵極。在各種示例中,控制器652是可操作的,以向半導體設(shè)備654的柵極提供控制信號,以允許半導體設(shè)備654作為為電流源650提供有源反向電流保護的二極管操作。在各種示例中,當電流源650被激活時,控制器652向半導體設(shè)備654的柵極提供控制信號,以將電流源650的電流輸出653耦合到節(jié)點655,允許從電流輸出653提供的電流被提供給節(jié)點655,但是防止電流回流到電流輸出653中。在各種示例中,電流源650是當在節(jié)點655存在電流路徑以吸收電流時可操作以從電流輸出653提供電流輸出(iol)657的電流源。當存在來自節(jié)點655的能夠吸收由電流源650提供的最小電流量的電流的電流路徑時,電流源650是可操作的,以向節(jié)點655提供電流,同時對節(jié)點655處的電壓電平?jīng)]有影響。然而,當電流源650被激活并且在節(jié)點655處存在開路負載狀況時,電路輸出660不能夠吸收由電流源650從電流輸出653提供的任何或至少最小量的電流,并且電流源650是可操作的,以將在節(jié)點655處提供的電壓電平上拉到一電壓電平,該電壓電平將超過用于檢測開路負載狀況的閾值電壓電平并且將使比較器640確定相對于電路輸出660存在開路負載狀況。在各種示例中,由第二電壓供電670提供的電壓電平高于由電壓供電610提供的電壓。在各種示例中,由第一電壓供電610提供的電壓電平是如在汽車應用中提供的電池電壓。在各種示例中,電荷泵(未示出)用于提供電荷泵電壓作為由第二電壓供電670提供的電壓電平。在各種示例中,由第二電壓供電670提供的電壓電平高于由比較器640用于確定相對于電路輸出660存在開路負載狀況的閾值電壓電平。
在各種示例中,比較器640是如圖3中所圖示的比較器340,并且以與上面關(guān)于比較器340所述的相同的方式提供相同的功能并執(zhí)行。如圖6中所圖示,比較器640包括:耦合到電路輸出660的第一輸入641,耦合到電壓供電610的第二輸入643,以及開路負載檢測輸出645。在各種示例中,比較器640是可操作的,以比較電壓供電610與在電路輸出660處提供的電壓電平之間的電壓差分,并且當電壓供電610與電路輸出660處的電壓電平之間的電壓差分小于閾值電壓差分電平時在開路負載檢測輸出645處提供輸出信號。在各種示例中,比較器640是可操作的,以在第一輸入641處??接收電壓電平,比較輸入641處的電壓電平和絕對閾值電壓電平,并且如果輸入641處的電壓電平超過絕對閾值電壓電平則在輸出645處提供指示電路輸出660處的開路負載狀況的輸出信號。在各種示例中,當適當?shù)呢撦d耦合到電路輸出660時,絕對閾值電壓值被設(shè)置在高于由增量電壓電路620提供的vout,o電壓電平,但是小于由第二電壓供電670提供的電壓電平的某個值。
如圖6中所示,開路負載檢測電路601是可操作的,以通過耦合603耦合到由說明性設(shè)備690表示的負載605,其中耦合603包括導體680,該導體680是可操作的,以將開路負載檢測電路601的電路輸出660耦合到設(shè)備690的輸入691。如所圖示的,由開路負載狀況“x”682表示的開路負載狀況可以關(guān)于由如上面關(guān)于連接器380所述的導體680提供的連接以及如關(guān)于圖3所述的開路負載狀況382而存在,并且其中連接380和開路負載狀況382的描述可應用于如圖6中所圖示的連接器680和開路負載狀況682。另外,在各種示例中,設(shè)備690包括分別各自對應于如圖3中所圖示的負載390的電阻負載392和396、開關(guān)設(shè)備394和開關(guān)輸出393的電阻負載692和696、以及開關(guān)設(shè)備694和開關(guān)輸出693。這樣,在這些示例中,負載305和連接303的特征和功能可應用于負載605和連接603,并且所以連接603和負載690的完整描述在此不被重復。然而,負載605的示例不限于任何特定類型的負載,并且在各種示例中可以是可操作以由開路負載檢測電路601所提供的電路輸出660控制的任何類型的負載。
開路負載檢測電路601以與上面關(guān)于圖3中的開路負載檢測電路301所述的相似的方式操作,但是使用增量電壓電路620代替由開路負載檢測電路301利用的增量電壓電路320,并且電流源650耦合到除增量電壓電路620以外的第二電壓供電,并且具有將電流源650的輸出耦合到節(jié)點655和電路輸出660的半導體設(shè)備。例如,當開路負載檢測電路601正在電路輸出660處為設(shè)備690提供“off”狀態(tài)指示時,控制器622操作以控制半導體設(shè)備612,使得半導體設(shè)備612充當開路開關(guān),并且控制器626操作以控制半導體設(shè)備616充當閉合開關(guān)。當處于這種配置時,電路輸出660通過半導體設(shè)備616耦合到地618,并且沒有電流正通過增量電壓控制電路620流動。在各種示例中,設(shè)備690以與如圖3中所圖示的針對負載設(shè)備390所述的相似的方式操作,其中設(shè)備690包括開關(guān)設(shè)備694和為輸入691提供無源下拉的電阻負載696。這樣,如由電路輸出660提供的輸入691到地的耦合向設(shè)備690提供“off”狀態(tài)信號電平,將設(shè)備690轉(zhuǎn)換到“off”狀態(tài)。
在“off”狀態(tài)期間,電流源650和比較器640可以是不活動的。然而,如果電流源650在“off”狀態(tài)期間是活動的,電流源650是可操作的,以在電流輸出653處通過半導體設(shè)備654向節(jié)點655并且然后通過半導體設(shè)備616向地提供小電流,并且因此不影響在節(jié)點655處提供的電壓電平。在“off”狀態(tài)期間,如果比較器640被激活,比較器640的輸入641通過半導體設(shè)備616耦合到地,并且因此由于正在輸入641處接收的低電壓電平而將不檢測開路負載狀況。
當在電路輸出660處從提供“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)指示時,開路負載檢測電路601操作控制器626以使半導體設(shè)備616充當開路開關(guān),將節(jié)點655和電路輸出660與地618斷開。開路負載檢測電路620之后被激活,其中控制器622提供使半導體設(shè)備612或者作為閉合開關(guān)或者作為電阻負載操作的控制信號,因此允許電流通過半導體設(shè)備612和二極管614流動。假設(shè)適當?shù)呢撦d連接到電路輸出660,從第一節(jié)點611通過半導體設(shè)備612和二極管614并從增量電壓電路620的第二節(jié)點613流出的電流將會將增量電壓電路620的第二節(jié)點613基本上上拉到電壓電平vout,o,該電壓電平vout,o代表由電壓供電610提供的電壓電平與電壓降δv629之間的差。隨著從“off”狀態(tài)電壓電平到on狀態(tài)電壓電平的轉(zhuǎn)變的完成,電路輸出660將提供基本上等于vout,o的足夠向設(shè)備690提供“on”信號的最大電壓電平,并且因此是可操作的,以將設(shè)備690從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)。此外,因為在電路輸出660處提供的電壓電平小于在電路輸出660處使比較器640檢測關(guān)于電路輸出660的開路負載狀況所需的電壓電平,比較器640將不提供指示開路負載狀況的輸出信號。在這些操作條件下,電流源650將不可操作以控制節(jié)點655處的電壓電平,并且將由于在節(jié)點655處由負載690提供的電流路徑而提供類似于如上所述的弱電流。
在替代示例中,當如圖6中所圖示的開路負載檢測電路601正在電路輸出660處從提供“off”狀態(tài)指示向“on”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變時,將如下進行。在適當?shù)呢撦d不耦合到電流輸出660(如由開路狀況“x”682表示)的任何時間,在初始電流之后將增量電壓電路620和電路輸出660充電到電壓電平vout,o。一旦輸出660處的電壓電平被上拉到vout,o電壓電平,增量電壓電路620的激活將不導致從增量電壓電路620的第一節(jié)點611到第二節(jié)點613的進一步的電流,因為電路輸出660不提供路徑來吸收電流,或者由于開路負載狀況而為電流從節(jié)點655通過負載690流動僅僅提供極其小的路徑。在這些條件下,如上所述,電流源650是可操作的,以將在節(jié)點655處提供的電壓電平上拉到一電壓電平,該電壓電平在比較器640的輸入641處??被提供時將使比較器640在開路負載檢測輸出645處生成指示在電路輸出660處存在開路負載狀況的輸出信號。在各種示例中,當電流源650被激活并且節(jié)點655由于開路負載狀況而不提供電流通路來吸收提供給節(jié)點655的電流時,電流源650是可操作的,以將在節(jié)點655處提供的電壓電平上拉到基本上等于由第二電壓源670提供的電壓電平的電壓電平。在各種示例中,如上所述,比較器640使用電壓差分或絕對閾值電壓電平中的任一個來確定在節(jié)點655處提供的電壓電平指示電路輸出660處的開路負載狀況,如上所述。
另外,一旦開路負載檢測電路601已經(jīng)完成在電路輸出660處從提供“off”狀態(tài)指示到提供“on”狀態(tài)指示的轉(zhuǎn)變,監(jiān)視電路輸出660處的開路負載狀況就可以繼續(xù),同時處于“on”狀態(tài)。如果在電路輸出660處提供“on”狀態(tài)指示的任何時間,相對于電路輸出660發(fā)生開路負載狀況,則開路負載檢測電路601是可操作的,以檢測開路負載狀況,并提供輸出信號指示:以與上面在從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)期間關(guān)于開路負載狀況的檢測所述的相同的方式檢測開路負載狀況。在各種示例中,如果開路負載狀況在轉(zhuǎn)變階段期間或在“on”階段期間由開路負載檢測電路601檢測,開路負載檢測電路601是可操作的,以從“on”狀態(tài)轉(zhuǎn)變回到“off”狀態(tài)。在各種示例中,從“on”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“off”狀態(tài)包括去激活增量電壓電路620,并且在各種示例中進一步包括操作半導體設(shè)備616,以便將電路輸出660耦合到地618。在各種示例中,由“地”684表示的短路狀況可以沿著導體680或者簡單地通過短路到電路輸出660而發(fā)生。在各種示例中,電壓供電610和670以及電流源650兩者都是可操作的,以限制電流,或者在相對于電路輸出660發(fā)生短路狀況的情況下完全停止電流到電路輸出660。
開路負載檢測電路601的優(yōu)點包括上面關(guān)于開路負載檢測電路301所述的優(yōu)點。另外,開路負載檢測電路601提供依靠二極管614簡單反向保護增量電壓電路620的優(yōu)點,以及使用當存在開路負載狀況時電流源650可以將電路輸出660拉到的差分電壓電平的能力,因此允許開路負載檢測電路602包括半導體設(shè)備以保護電流源650。
在各種示例中,開路負載檢測電路601是如圖1中所圖示的輸出控制電路120的電路輸出122、124和126中的一個或多個。在各種示例中,如圖1中所圖示的cu110的處理器112提供控制信號以控制開路負載檢測電路601的控制器622、控制器626的操作的。此外,由開關(guān)負載檢測電路601的半導體設(shè)備654和控制器652提供的反向保護是獨立于對cu110輸入或控制的任何需要而提供的。在各種示例中,控制器652提供獨立于來自外部cu的任何輸入的反向保護的控制。在各種示例中,比較器640的開路負載檢測輸出645提供代表開路負載狀況的檢測的輸出信號作為到cu110的處理器112的輸入,用于由cu110進一步處理。在各種示例中,響應于從開路負載檢測電路601接收指示開路負載狀況的檢測的信號,cu110的處理器112是可操作的,以給開路負載檢測電路601提供控制信號,該控制信號是可操作的,以使開路負載檢測電路601從在電路輸出660處提供“on”狀態(tài)電平輸出轉(zhuǎn)變到在電路輸出660處提供“off”狀態(tài)電平輸出。
圖7圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路701的示意圖700。在各種示例中,開路負載檢測電路701包括增量電壓電路(δv)720以及通過二極管752耦合到電路輸出760的電流源750。如所圖示的,增量電壓電路720的第一節(jié)點711耦合到電壓源(vs_out)710,并且增量電壓電路720的第二節(jié)點713耦合到半導體設(shè)備716的第一引線。半導體設(shè)備716的第二引線耦合到地718,并且半導體716的柵極耦合到控制器726。在各種示例中,控制器726被配置成向半導體設(shè)備716的柵極提供控制信號,以便允許半導體設(shè)備716充當開關(guān),該開關(guān)是可操作的,以連接或斷開增量電壓電路720的第二節(jié)點713與地718。
在各種示例中,增量電壓電路720包括第一半導體設(shè)備712和第二半導體設(shè)備714。如所圖示的,第一半導體設(shè)備712包括:耦合到增量電壓電路720的第一節(jié)點711的第一引線,以及耦合到第二半導體設(shè)備714的第一引線的第二引線。第二半導體設(shè)備714包括耦合到增量電壓電路720的第二節(jié)點713的第二引線。如圖7中所圖示,控制器724耦合到第一半導體設(shè)備712的柵極,并且還耦合到第二半導體設(shè)備714的柵極。在各種示例中,控制器724是可操作的,以控制半導體設(shè)備712,使得半導體設(shè)備712充當逆向電壓保護,并且將由電壓供電710提供的電壓耦合到第二半導體設(shè)備714的第一引線。在各種示例中,電壓供電710的逆向電壓保護是重要和/或需要的,因為電路輸出760可被暴露到的外部電壓可以是比由電壓供電710提供的電壓電平高的電壓電平??梢詧D示這樣的實例的示例,其中電壓供電710被設(shè)置為提供+5伏,并且其中負載790是汽車應用中的負載,其中諸如+12伏的作為電池電壓被提供的電壓可能潛在地連接到導體780,并且因此耦合到電壓供電710。在這樣的實例中,半導體712是可操作的,以提供電壓供電710的逆向電壓保護,從而防止不經(jīng)意地施加到電壓供電710的輸出的較高電壓電平。
在各種示例中,控制器724也是可操作的,以控制712和714,使得712和714可以充當電阻。另外,當712的柵極以防止電流回流到供應節(jié)點710的方式受控時,712可以充當逆向供電保護。在各種示例中,半導體714還充當開關(guān)。在這些條件下,如果用于從第二節(jié)點713流出的電流的路徑可用,通過增量電壓電路720的電流將導致在第一節(jié)點711和第二節(jié)點713之間的由電壓降(δv)729表示的電壓降,并且在第二節(jié)點713處提供的電壓輸出將被提供給節(jié)點755和電路輸出760。在其中第一半導體設(shè)備714正作為閉合開關(guān)操作并且第二半導體設(shè)備712正作為電阻負載操作的各種示例中,電壓降δv729將僅僅是跨過第二半導體設(shè)備712的電壓降,而在第二節(jié)點713處提供的電壓電平將基本上為vout,o=vsupply_voltage-vdrop712,其中vsupply_voltage是正由電壓供電710提供的電壓電平,并且vdrop712是由于通過增量電壓電路720的電流而跨過第二半導體設(shè)備712發(fā)生的電壓降。由半導體設(shè)備712和714執(zhí)行的操作的示例不限于這些特定組合,并且其中半導體設(shè)備712作為二極管、可變電阻和/或開關(guān)操作以及其中半導體設(shè)備714作為可變電阻和/或開關(guān)操作的任何組合被設(shè)想成用于由增量電壓電路720使用。在各種示例中,當半導體設(shè)備712被切換并且電流僅僅由體效應二極管(bulkdiode)傳導時,vdrop712在室溫下基本上為0.7伏。在其中半導體設(shè)備714充當開關(guān)并且半導體設(shè)備712可操作以為電壓供電710提供反向保護的示例中,半導體設(shè)備712的柵極電壓的控制可以被設(shè)置為跨過半導體設(shè)備712的電壓降,并且因此假如δv729為0.7伏。
在各種示例中,如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的,控制器724是可操作的,以控制在非飽和區(qū)域中的第一半導體設(shè)備712和第二半導體設(shè)備714,以便在第二節(jié)點713處提供電壓電平并且從第二節(jié)點713提供電流,以便控制和提供功率來驅(qū)動如由圖7中的設(shè)備790所圖示的諸如負載705之類的負載。在這樣的條件下,由于通過增量電壓電路720的電流的調(diào)節(jié)而將生成電壓降δv729,以便提供電壓和電流來為負載705供電。在其中第一半導體設(shè)備712和第二半導體設(shè)備714都正在線性(非飽和)區(qū)域中操作的操作條件下,在第二節(jié)點713處提供的電壓電平將是被計算為vout,o=vsupply_voltage-vdrop712-vdrop714的電壓降δv729,其中vsupply_voltage是由電壓供電710提供的電壓電平,vdrop712是由通過增量電壓電路720的電流產(chǎn)生的跨過第一半導體設(shè)備712的電壓降,并且vdrop714是由通過增量電壓設(shè)備720的電流引起的跨過第二半導體設(shè)備714的電壓降。
以這種方式,當增量電壓電路720被激活并且適當?shù)呢撦d耦合到電路輸出760時,在節(jié)點755處提供的電壓由通過增量電壓電路720的電流提供為vout,o。在各種示例中,vout,o電壓電平被設(shè)置為小于由電壓供電710提供的電壓電平,并且小于用于在電路輸出760處的開路負載狀況的檢測的閾值電壓,但是足夠高以提供足夠的電壓電平來為耦合到電路輸出760的設(shè)備790提供“on”信號,或者在各種示例中足夠高以提供足夠驅(qū)動和操作耦合到電路輸出760的設(shè)備790的電壓和電流電平。
在圖7中,半導體設(shè)備712、714和716不限于任何特定類型的半導體設(shè)備,并且在各種示例中是雙極晶體管、金屬氧化物場效應晶體管(mosfet)、互補金屬氧化物半導體(cmos)設(shè)備,但是不限于這些設(shè)備或這些類型的設(shè)備中的一個,該半導體設(shè)備712、714和716可以是任何其它類型的設(shè)備,任何其它類型的設(shè)備可以作為開關(guān)設(shè)備或者作為如本文在開關(guān)負載檢測電路701中所述和所示的電阻負載操作。如將由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的,控制器724和控制器726不限于任何特定類型的控制器,并且可以是任何設(shè)備或電路,任何設(shè)備或電路是可操作的,以由開路負載檢測電路701控制以提供控制信號,該控制信號是可操作的,以分別控制半導體設(shè)備712、714和716的狀態(tài)。
在各種示例中,電流源750是如圖3中所圖示的電流源350,并且提供與上面關(guān)于電流源350所述的相同的功能和性能。如圖7中所圖示,電流源750具有耦合到第二電壓供電(vs_out2)770的輸入751以及耦合到二極管752的陽極的電流輸出753。如圖7中所圖示,二極管752包括耦合到節(jié)點755的陰極。在各種示例中,第二電壓供電770是與第一電壓供電710相同的電壓供電。在各種示例中,第二電壓供電770是與電壓供電710不同的電壓供電,并且第二電壓供電770是可操作的,以提供高于由電壓供電710提供的電壓電平的電壓電平。在各種示例中,當電流源750被激活時,二極管752是可操作的,以允許從電流輸出753提供的電流流動到節(jié)點755,但是防止電流從節(jié)點755流回電流源750的電流輸出753。在各種應用中,由二極管752執(zhí)行的該特征是必需的,以便防止電壓電平將電流反向驅(qū)動到第二電壓供電770中,該電壓電平被從開路負載檢測電路701外部不經(jīng)意地施加到電路輸出760并且其是比由第二電壓供電770提供的電壓電平高的電壓。以類似的方式,半導體設(shè)備712和714中的一個或兩者是可操作的,以防止電壓電平將電流反向驅(qū)動到電壓供電710中,該電壓電平被從開路負載檢測電路701外部不經(jīng)意地施加到電路輸出760并且其是比由電壓供電710提供的電壓電平高的電壓。
在各種示例中,電流源750是電流源,該電流源是可操作的,以在節(jié)點755處存在電流路徑以吸收電流時從電流輸出753提供電流輸出(iol)757。當存在來自節(jié)點755的電流路徑以吸收由電流源750提供的電流時,電流源750是可操作的,以向節(jié)點755提供電流,同時對在節(jié)點755處提供的電壓電平?jīng)]有影響。然而,當電流源750被激活并且如先前所述的開路負載狀況存在于節(jié)點755處時,電流源750是可操作的,以將在節(jié)點755處提供的電壓電平上拉到將使比較器740確定相對于電路輸出760存在開路負載狀況的電壓電平。在各種示例中,當電流源750被激活并且在節(jié)點755處存在開路負載狀況時,電流源750是可操作的,以將在節(jié)點755處提供的電壓電平拉到高于在節(jié)點760處的開路負載檢測閾值的、包括二極管752的電壓降的電壓電平。在各種示例中,由第二電壓供電770提供的電壓電平高于由電壓供電710提供的電壓。在各種示例中,由第二電壓供電770提供的電壓電平是如在汽車應用中提供的電池電壓。在各種示例中,電荷泵(未示出)用于提供電荷泵電壓作為由第二電壓供電770提供的電壓電平。
在各種示例中,比較器740是如圖3中所圖示的比較器340,并且以與上面關(guān)于比較器340所述的相同的方式提供相同的功能并執(zhí)行。如圖7中所圖示,比較器740包括:耦合到電路輸出760的第一輸入741,耦合到電壓供電710的第二輸入743,以及開路負載檢測輸出745。在各種示例中,比較器740是可操作的,以比較電壓供電710與在電路輸出760處提供的電壓電平之間的電壓差分,并且當電壓供電710與電路輸出760處的電壓電平之間的電壓差分小于閾值差分電壓電平時在開路負載檢測輸出745處提供輸出信號。在各種示例中,比較器740是可操作的,以在第一輸入741處接收電壓電平,比較輸入741處的電壓電平和絕對閾值電壓電平,并且如果輸入741處的電壓電平超過絕對閾值電壓電平則在輸出745處提供指示電路輸出760處的開路負載狀況的輸出信號。在各種示例中,當適當?shù)呢撦d耦合到電路輸出760時,絕對閾值電壓電平被設(shè)置在高于由增量電壓電路720提供的vout,o電壓電平,但是小于由第二電壓供電770提供的電壓電平的某個值。
如圖7中所示,開路負載檢測電路701是可操作的,以通過耦合703耦合到由說明性設(shè)備790表示的負載705,耦合703包括導體780,該導體780是可操作的,以將開路負載檢測電路701的電路輸出760耦合到設(shè)備790的輸入791。如所圖示的,由開路負載狀況“x”782表示的開路負載狀況可以關(guān)于由如上關(guān)于連接器380所述的導體780提供的連接以及如關(guān)于圖3所述的開路負載狀況382而存在,并且其中連接380和開路負載狀況382的描述可應用于如圖7中所圖示的連接器780和開路負載狀況782。在各種示例中,設(shè)備790是如圖3中所圖示的設(shè)備390,該設(shè)備790包括在對應于負載390的輸入391的輸入791處的無源下拉。這樣,在這些示例中,負載305和連接303的特征和功能可應用于負載705和連接703,并且所以連接703和負載705的全部描述在此不被重復。然而,負載790的示例不限于任何特定類型的負載,并且在各種示例中可以是任何類型的負載,任何類型的負載是可操作的,以由開路負載檢測電路701所提供的電路輸出760控制。
開路負載檢測電路701以與上面關(guān)于圖3中的開路負載檢測電路301所述的相似的方式操作,但是使用增量電壓電路720代替如由開路負載檢測電路301利用的增量電壓電路320。例如,當開路負載檢測電路701正在電路輸出760處為設(shè)備790提供“off”狀態(tài)指示時,控制器724操作以控制第一半導體設(shè)備712和第二半導體設(shè)備714充當開路開關(guān),或者僅僅控制半導體設(shè)備714充當開路開關(guān),并且控制器726操作以控制半導體設(shè)備716充當閉合開關(guān)。當處于這種配置時,電路輸出760通過半導體設(shè)備716耦合到地718,并且沒有電流正通過增量電壓控制電路720流動。在各種示例中,設(shè)備790以與如圖3中所圖示的針對負載設(shè)備390所述的相似的方式操作,其中設(shè)備390包括開關(guān)設(shè)備394和電阻負載396,電阻負載396如圖3中所圖示地為輸入391提供無源下拉。這樣,如由電路輸出760提供的輸入791到地的耦合向設(shè)備790提供“off”狀態(tài)電壓電平,從而將設(shè)備790轉(zhuǎn)換到“off”狀態(tài)。在“off”狀態(tài)期間,電流源750和比較器740可以是不活動的。然而,如果電流源750在“off”狀態(tài)期間是活動的,電流源750是可操作的,以在電流輸出753處通過二極管752向節(jié)點755并且然后通過半導體設(shè)備716向地提供小電流,并且因此電流源750不影響在節(jié)點755處提供的電壓電平。在“off”狀態(tài)期間,如果比較器740被激活,比較器740的輸入741通過半導體設(shè)備716耦合到地,并且因此由于提供給比較器740的輸入741的低電壓電平而將不檢測開路負載狀況。
當在電路輸出760處從提供“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)指示時,開路負載檢測電路701操作控制器726以使半導體設(shè)備716充當開路開關(guān),將節(jié)點755和電路輸出760與地718斷開。增量電壓電路720之后被激活,其中控制器724提供控制信號,因此允許電流通過第一半導體設(shè)備712和第二半導體設(shè)備714流動,該控制信號使第一半導體設(shè)備712或者作為閉合開關(guān)或者作為電阻負載操作并使半導體設(shè)備714在線性范圍中操作,如上所述。假設(shè)適當?shù)呢撦d連接到電路輸出760,從第一節(jié)點711通過半導體設(shè)備712和714并且從增量電壓電路720的第二節(jié)點713流出的電流將會將增量電壓電路720的第二節(jié)點713基本上上拉到電壓電平vout,o,電壓電平vout,o代表由電壓供電710提供的電壓電平與電壓降δv729之間的差。隨著從“off”狀態(tài)電壓電平到on狀態(tài)電壓電平的轉(zhuǎn)變的完成,電路輸出760將提供基本上等于vout,o的最大電壓電平,最大電壓電平足夠向設(shè)備790提供“on”信號,或者將電阻或電感負載794驅(qū)動到on狀態(tài),并且因此是可操作的,以將負載705從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)。此外,因為在電路輸出760處提供的電壓電平小于在電路輸出760處使比較器740檢測關(guān)于電路輸出760的開路負載狀況所需的電壓電平,比較器740將不提供指示開路負載狀況的輸出信號。在這些操作條件下,電流源750將不可操作以控制節(jié)點755處的電壓電平,并且由于在節(jié)點755處由負載705提供的電流路徑而將提供與如上所述的相似的弱電流。
在替代示例中,當如圖7中所圖示的開路負載檢測電路701正在電路輸出760處從提供“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)指示時,在其中電流流動到電荷輸出760直到vout,o電壓電平的短暫的初始時間之后,如果在該初始時段之后適當?shù)呢撦d不耦合到電路輸出760并且存在開路狀況(如由開路負載狀況“x”782表示)的任何時間,增量電壓電路720的激活將導致僅僅通過增量電壓電路720的電流,直到節(jié)點713處的電壓被上拉到達vout,o。一旦達到vout,o輸出電壓,就將不發(fā)生從增量電壓電路720的第一節(jié)點711到第二節(jié)點713的進一步的電流流動,因為電路輸出760不提供從節(jié)點755通過負載790吸收電流的路徑,或者由于開路負載狀況而僅僅為將從節(jié)點755吸收的電流提供極其小的電流路徑。在這些條件下,如上所述,電流源750與二極管752一起是可操作的,以將在節(jié)點755處提供的電壓電平上拉到一電壓電平,該電壓電平在比較器740的輸入741處被提供時將使比較器740在開路負載檢測輸出745處生成指示在電路輸出760處存在開路負載狀況的輸出信號。在各種示例中,電流源750與二極管752一起是可操作的,以將在節(jié)點755處提供的電壓電平上拉到基本上等于一電壓電平(該電壓電平在電流源750被激活并且節(jié)點755由于開路負載狀況而不提供電流路徑來吸收提供給節(jié)點755的電流時由第二電壓供電770提供并且由二極管752上的電壓降減少)的電壓電平。在各種示例中,如上所述,比較器740使用電壓差分或絕對閾值電壓電平來確定在節(jié)點755處提供的電壓電平指示電路輸出760處的開路負載狀況。在各種示例中,由第二電壓供電770提供的電壓電平比由比較器740用于確定在電路輸出760處存在開路負載狀況的閾值電壓電平高。
另外,一旦開路負載檢測電路701已經(jīng)完成在電路輸出760處從提供“off”狀態(tài)指示到提供“on”狀態(tài)指示的轉(zhuǎn)變,監(jiān)視電路輸出760處的開路負載狀況就可以繼續(xù),同時處于“on”狀態(tài)。如果在電路輸出760處提供“on”狀態(tài)指示的任何時間都相對于電路輸出760發(fā)生開路負載狀況,開路負載檢測電路701是可操作的,以檢測開路負載狀況,并提供輸出信號指示:以與上面在如上所述的從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)期間關(guān)于開路負載狀況的檢測所述的相同的方式檢測開路負載狀況。在各種示例中,如果開路負載狀況在轉(zhuǎn)變階段期間或在“on”階段期間由開路負載檢測電路701檢測,開路負載檢測電路701是可操作的,以從“on”狀態(tài)轉(zhuǎn)變回到“off”狀態(tài)。在各種示例中,從“on”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“off”狀態(tài)包括去激活增量電壓電路720,并且在各種示例中進一步包括操作半導體設(shè)備716,以便將電路輸出760耦合到地718。在各種示例中,由“地”784表示的短路狀況可以沿著導體780或者簡單地通過短路到電路輸出760而發(fā)生。在各種示例中,電壓供電710和770以及電流源750兩者都是可操作的,以限制電流,或者在相對于電路輸出760發(fā)生短路狀況的情況下完全停止電流到電路輸出760。
開路負載檢測電路701的優(yōu)點包括上面關(guān)于開路負載檢測電路301所述的優(yōu)點。另外,開路負載檢測電路701提供可操作以驅(qū)動電阻或電感負載的優(yōu)點,該電阻或電感負載需要更高功率需求,同時在負載正在從“off”轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)的整個時間期間以及正在“on”狀態(tài)中操作負載的整個時間期間仍然提供開路負載檢測。此外,在圖7中所圖示的示例中,增量電壓電路720和電流源750都被保護以防止電流從電路輸出760通過這些電路反向驅(qū)動,因此滿足對命令該特征作為電路輸出的部分的應用的要求。
在各種示例中,開路負載檢測電路701是如圖1中所圖示的輸出控制電路120的電路輸出122、124和126中的一個或多個。在各種示例中,如圖1中所圖示的cu110的處理器112提供控制信號以控制開路負載檢測電路701的控制器724和控制器726的操作。在各種示例中,比較器740的開路負載檢測輸出745提供代表開路負載狀況的檢測的輸出信號作為到cu110的處理器112的輸入,用于由cu110進一步處理。在各種示例中,響應于從開路負載檢測電路701接收指示開路負載狀況的檢測的信號,cu110的處理器112是可操作的,以給開路負載檢測電路701提供控制信號,該控制信號是可操作的,以使開路負載檢測電路701從在電路輸出760處提供“on”狀態(tài)電平輸出轉(zhuǎn)變到在電路輸出760處提供“off”狀態(tài)指示。
圖8圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路801的示意圖800。在各種示例中,開路負載檢測電路801以一方式進行操作,該方式類似于關(guān)于圖3和圖5-7所述的設(shè)備和系統(tǒng)(但是具有諸如不同極性的差異),以及本文關(guān)于開路負載檢測電路801所述的設(shè)備和系統(tǒng),并且其中開路負載檢測電路801被配置成:在電路輸出860處為到由說明性設(shè)備890表示的負載805的連接提供指示“off”狀態(tài)和指示“on”狀態(tài)的信號,其中設(shè)備890在輸入881處包括無源上拉。如圖8中所圖示,設(shè)備890包括輸入881,輸入881通過電阻負載892被上拉到電壓供電vsupply_load(除非來自諸如電路輸出860之類的另一個源的電壓電平向輸入881提供另一個電壓電平)。開關(guān)設(shè)備894包括:耦合輸入881的柵極,也直接耦合到電壓供電vsupply_load的第一引線,以及通過電阻負載896耦合到地的第二引線。如所圖示的,開關(guān)設(shè)備894包括耦合到開關(guān)設(shè)備894的第二引線的可切換輸出893。當輸入881被提供電壓電平或浮置時,開關(guān)設(shè)備894的柵極被上拉到由電壓供電vsupply_load提供的電壓電平,使開關(guān)設(shè)備894被關(guān)閉,并且開關(guān)輸出893通過電阻負載896耦合到地。在各種示例中,對于負載890,這是off狀態(tài)。當輸入881接地時,或被提供可操作以接通設(shè)備894的第二電壓時,開關(guān)設(shè)備894被打開,使開關(guān)設(shè)備894充當閉合開關(guān),并將開關(guān)輸出893耦合到電壓供電vsupply_load。在各種示例中,對于設(shè)備890,這是“on”狀態(tài)。因此,通過在輸入881處提供vsupply_load的電壓電平,設(shè)備890可以被轉(zhuǎn)換到“off”狀態(tài),并且通過接地或在輸入881處提供第二電壓電平,設(shè)備890可以被轉(zhuǎn)換到“on”狀態(tài)。在各種示例中,開路負載電路801是可操作的,以通過耦合803的連接器880提供電壓電平以關(guān)閉設(shè)備890,并將設(shè)備890的輸入881接地或提供第二電壓電平以打開設(shè)備890,并且檢測何時相對于開路負載檢測電路801中的電路輸出860存在開路負載狀況。
在各種示例中,開路負載檢測電路801包括耦合到電路輸出860的增量電壓電路(δv)820和電流源850。如所圖示的,電壓供電810耦合開關(guān)812的第一引線811,開關(guān)812的第二引線耦合到增量電壓電路820的第一節(jié)點813??刂破?14耦合到開關(guān)812,并且是可操作的,以控制開關(guān)812的操作。在各種示例中,開關(guān)812和控制器814分別是如關(guān)于圖3所述的開關(guān)312和控制器314,并且可以包括關(guān)于開關(guān)312和控制器314所述的任何示例。
再次參考圖8,增量電壓電路820包括耦合到開關(guān)830的第一引線的第二節(jié)點815。開關(guān)830包括耦合到地817的第二引線。如所圖示的,控制器832耦合到開關(guān)830,并且是可操作的,以控制開關(guān)830的操作。在各種示例中,開關(guān)830和控制器832分別是如關(guān)于圖3所述的開關(guān)330和控制器332,并且可以包括關(guān)于開關(guān)330和控制器332所述的任何示例。在各種示例中,增量電壓電路820包括二極管826,二極管826具有耦合到第一節(jié)點813的陽極和耦合到增量電壓電路820的第二節(jié)點815的陰極。然而,如圖8中所圖示的增量電壓電路820的示例僅僅是說明性的,并且增量電壓電路820的示例不限于僅包括二極管。在各種示例中,增量電壓電路820包括如在本公開中所圖示和所述的增量電壓電路320、520、620或720中的任何一個。如圖8中所圖示,節(jié)點855以及因此電路輸出860耦合到增量電壓電路820的第一節(jié)點813。此外,并且與如圖3中所示的電流源350、如圖5中所示的電流源550、如圖6中所示的電流源650以及如圖7中所示的電流源750相反,電流源850具有耦合到開路負載檢測電路801的電路輸出860的輸入851,并且電流源850的輸出耦合到地。這樣,電流源850是可操作的,以從電路輸出860到地吸收電流,并且因此當負載890電耦合到電路輸出860時也從負載890吸收電流。
在各種示例中,控制器832是可操作的,以控制開關(guān)830以將增量電壓電路820的第二節(jié)點815耦合到地。在這些條件下,如果正從耦合到電路輸出860的負載向電路輸出860提供電流,通過增量電壓電路820的電流將導致引起在增量電壓電路820的第一節(jié)點813與第二節(jié)點815之間的由電壓降δv821表示的電壓降。在各種示例中,由負載提供的被表示為“vload”的電壓將基本上等于地電壓加上跨過增量電壓電路820的第一節(jié)點813和第二節(jié)點815的電壓降δv821。以這種方式,當增量電壓電路820被激活并且適當?shù)呢撦d耦合到電路輸出860時,增量電壓電路820充當用于在電路輸出860處通過節(jié)點855提供的電流的電流吸收,同時將電壓電平vload維持在節(jié)點855和電路輸出860處。在各種示例中,vload電壓電平被設(shè)置為大于由地817提供的電壓電平,但是足夠低以在電路輸出860處提供足夠的電壓電平,以便為耦合到電路輸出860的設(shè)備890提供“on”信號。在各種示例中,電流源850是如圖3中所圖示的電流源350。并且提供與上面關(guān)于電流源350所述的相同的功能和性能特征,但是如上所述地耦合,而不是將電流源出到電路輸出,電流源850是可操作的,以從電路輸出860吸收電流。如圖8中所圖示,電流源850具有耦合到節(jié)點855的第一輸入851以及耦合到地的電流輸出853。在各種示例中,電流源850是低降電流源,其可操作以從節(jié)點855通過電流輸出853向地吸收電流(iol)857。當電流源850是活動的并且電流被提供給電路輸出860時,電流源850是可操作的,以吸收在節(jié)點855處提供的電流,而不影響在節(jié)點855處提供的電壓電平。然而,當電流源850被激活并且電流不被提供給節(jié)點855或者僅僅極其小的電流正從連接器880提供給電路輸出860時(諸如當相對于電路輸出860存在高歐姆狀況時),電流源850是可操作的,以將在節(jié)點855處提供的電壓電平拉到地或拉到耦合到電流源850的輸出853的電壓電平。
如圖8中所圖示,比較器840包括:耦合到電路輸出860的第一輸入844,耦合到地的第二輸入842,以及開路負載檢測輸出845。在各種示例中,比較器840是可操作的,以比較地與在電路輸出860處提供的電壓電平之間的電壓差分,并且當?shù)嘏c電路輸出860處的電壓電平之間的電壓差分小于閾值差分電壓時在開路負載檢測輸出845處提供輸出信號。在各種示例中,比較器840是可操作的,以在第一輸入844處接收電壓電平,比較輸入844處的電壓電平和絕對閾值電壓電平,并且如果輸入844處的電壓電平小于絕對閾值電壓電平,則在輸出845處提供指示電路輸出860處的開路負載狀況的輸出信號。在各種示例中,當適當?shù)呢撦d耦合到電路輸出860時,絕對閾值電壓電平被設(shè)置在高于針對地的電壓電平,但是小于由增量電壓電路820提供的vload電壓電平的某個值。
如圖8中所示,開路負載檢測電路801是可操作的,以通過耦合803耦合到由說明性設(shè)備890表示的負載805,耦合803包括導體880,該導體880是可操作的,以將開路負載檢測電路801的電路輸出860耦合到設(shè)備890的輸入881。如所圖示的,由開路負載狀況“x”882表示的開路負載狀況可以關(guān)于由如上關(guān)于連接器380所述的導體880提供的連接以及如關(guān)于圖3所述的開路負載狀況382而存在,并且其中連接380和開路負載狀況382的描述可應用于如圖8中所圖示的連接器880和開路負載狀況882。另外,在各種示例中,設(shè)備890包括如上所述的電阻負載892和896、以及開關(guān)設(shè)備894和開關(guān)輸出893。然而,負載805的示例不限于任何特定類型的負載,并且在各種示例中可以是任何類型的負載,任何類型的負載是可操作的,以由開路負載檢測電路801所提供的電路輸出860控制。
使用增量電壓電路820的開路負載檢測電路801是可操作的,以通過將電路輸出860耦合到電壓供電810而為負載805提供電壓電平作為指示“off”狀態(tài)的輸出信號,并且通過在電路輸出860處提供低電壓電平vload、通過經(jīng)由增量電壓電路820吸收電流而為負載805提供“on”狀態(tài)。例如,當開路負載檢測電路801正在電路輸出860處為負載805提供“off”狀態(tài)指示時,控制器814操作以控制開關(guān)812充當閉合開關(guān),因此將電壓供電810耦合到節(jié)點855和電路輸出860,并且控制器832操作開關(guān)830來打開,從而將增量電壓電路820與地817斷開。當處于這種配置時,電路輸出860耦合到由電壓供電810提供的、向負載805提供“off”狀態(tài)指示的電壓電平,并且沒有電流通過增量電壓控制電路820流動。
在“off”狀態(tài)期間,電流源850和比較器840可以是不活動的。然而,如果電流源850在“off”狀態(tài)期間是活動的,電流源850是可操作的,以在電流輸入851處從節(jié)點855吸收小電流,使得電流源850不影響在節(jié)點855處提供的電壓電平。在“off”狀態(tài)期間,如果比較器840被激活,比較器840的輸入844耦合到由電壓供電810提供的電壓,并且因此由于提供給輸入844的高電壓電平而將不檢測開路負載狀況。
當在電路輸出860處從提供“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)指示時,開路負載檢測電路801操作控制器814以使開關(guān)812充當開路開關(guān),將節(jié)點855和電路輸出860與電壓供電810斷開。增量電壓電路820也被激活,其中控制器832提供使開關(guān)830充當閉合開關(guān)的控制信號,因此將增量電壓電路820的第二端子815耦合到地817,并允許從電路輸出860通過增量電壓電路820向地吸收在節(jié)點855處提供的任何電流。假設(shè)適當?shù)呢撦d連接到電路輸出860,從負載805提供給電路輸出860的電流將流動通過第一節(jié)點813、通過增量電壓電路820并從第二節(jié)點815流出到地817。由于通過增量電壓電路820的電流,將在第一端子813與第二端子815之間生成電壓降δv821,并且代表地電壓電平與電壓降δv821之間的差的電壓電平vout,o將被提供為電路輸出860處的vload。隨著從“off”狀態(tài)電壓電平到on狀態(tài)電壓電平的轉(zhuǎn)變的完成,電路輸出860將提供vout,o電壓電平作為電路輸出860處的vload,其中vload是足夠向負載805提供“on”信號的電壓電平,并且因此是可操作的,以將負載805從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)。此外,因為在電路輸出860處提供的電壓電平大于由地817提供的電壓電平,并且因此大于在電路輸出860處使比較器840檢測關(guān)于電路輸出860的開路負載狀況所需的電壓電平,比較器840將不提供指示開路負載狀況的輸出信號。在這些操作條件下,電流源850將不是可操作的,以控制節(jié)點855處的電壓電平,并且由于正在節(jié)點855處由負載805提供的vload電壓電平而向地提供弱電流。
在替代示例中,當如圖8中所圖示的開路負載檢測電路801正在電路輸出860處從提供“off”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)指示時,短暫的初始電流將通過電壓增量電路820流動,當開路負載檢測電路正在提供轉(zhuǎn)變到提供on狀態(tài)并且相對于電路輸出860不存在開路負載狀況時使電路輸出860被下拉到通常由電壓增量電路820提供的電壓輸出電平。然而,在該短暫的初始時段之后適當?shù)呢撦d都不耦合到電路輸出860(如由開路負載狀況“x”882表示)的任何時間,增量電壓電路820的激活將不導致任何進一步的電流被從負載805提供給節(jié)點855、被通過增量電壓電路820吸收。在這些條件下,電流源850是可操作的,以將節(jié)點855處提供的電壓電平下拉到低于開路負載閾值的電壓電平,這將使比較器840在輸出845處生成指示電路輸出860處的開路負載狀況的輸出信號。在各種示例中,比較器840使用電壓差分或絕對閾值電壓電平中的任一個來確定在節(jié)點855處提供的電壓電平指示電路輸出860處的開路負載狀況,如上所述。
另外,一旦開路負載檢測電路801已經(jīng)在電路輸出860處完成從提供“off”狀態(tài)指示到提供“on”狀態(tài)指示的轉(zhuǎn)變,監(jiān)視電路輸出860處的開路負載狀況就可以繼續(xù),同時處于“on”狀態(tài)。如果在電路輸出860處提供“on”狀態(tài)指示的任何時間都相對于電路輸出860發(fā)生開路負載狀況,開路負載檢測電路801是可操作的,以檢測開路負載狀況,并提供輸出信號指示:以與上面在如上所述的從“off”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“on”狀態(tài)期間關(guān)于開路負載狀況的檢測所述的相同的方式檢測開路負載狀況。在各種示例中,如果開路負載狀況在轉(zhuǎn)變階段期間或在“on”階段期間由開路負載檢測電路801檢測,開路負載檢測電路801是可操作的,以從“on”狀態(tài)轉(zhuǎn)變回到“off”狀態(tài)。在各種示例中,從“on”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到“off”狀態(tài)包括去激活增量電壓電路820,并且在各種示例中進一步包括操作開關(guān)812,以便將電路輸出860耦合到電壓供電810。在各種示例中,對開路負載檢測電路801外部的電壓供電的短路狀況被不經(jīng)意地耦合到導體880或電路輸出860,如由“vcc_short”884表示。耦合到vcc_short884可以沿著導體880或者簡單地通過短路到電路輸出860而發(fā)生。在各種示例中,電壓供電810是可操作的,以限制電流,或者在相對于電路輸出860發(fā)生短路狀況的情況下完全停止電流到電路輸出860。在各種示例中,增量電壓電路820和電流源850是可操作的,以在其中從開路負載檢測電路801外部的源向電路輸出860不經(jīng)意地施加高電壓電平的條件下分別限制通過這些設(shè)備的總電流。
開路負載檢測電路801的優(yōu)點包括上面關(guān)于開路負載檢測電路301所述的優(yōu)點,但是其中開路負載檢測電路是可操作的,以檢測開路負載狀況,同時是可操作的,以耦合到在負載的輸入處合并無源上拉的負載。在各種示例中,開路負載檢測電路801是如圖1中所圖示的輸出控制電路120的電路輸出122、124和126中的一個或多個。在各種示例中,如圖1中所圖示的cu110的處理器112提供控制信號以控制開路負載檢測電路801的控制器814和控制器832的操作。在各種示例中,比較器840的開路負載檢測輸出845提供代表開路負載狀況的檢測的輸出信號作為到cu110的處理器112的輸入,用于由cu110進一步處理。在各種示例中,響應于從開路負載檢測電路801接收指示開路負載狀況的檢測的信號,cu110的處理器112是可操作的,以給開路負載檢測電路801提供控制信號,該控制信號是可操作的,以使開路負載檢測電路801從在輸出電路860處提供“on”狀態(tài)指示轉(zhuǎn)變到在電路輸出860處提供“off”狀態(tài)指示輸出。
圖9a圖示根據(jù)本公開中描述的一個或多個示例性技術(shù)的包括開路負載檢測電路901的示意圖900。開路負載檢測電路901包括電路輸出960,電路輸出960通過連接903耦合到由說明性負載990表示的負載905,連接903包括可操作以將電路輸出960耦合到負載990的輸入的導體980。如圖9a中所圖示,負載990是無源下拉負載,類似于關(guān)于圖3所示和所述的負載390。
如圖9a中所示,開路負載檢測電路901包括第一開路負載檢測電路920,第一開路負載檢測電路920包括第一開關(guān)921、增量電壓電路922、電流源923以及耦合到電路輸出960的比較器924。第一開關(guān)921、增量電壓電路922、電流源923和比較器924不限于任何特定類型的設(shè)備,并且可以是如本文所述的開關(guān)、增量電壓電路、電流源和比較器的單獨示例中的任何一個。開路負載檢測電路901進一步包括第二開路負載檢測電路950,第二開路負載檢測電路950包括如圖9a中所示的第二開關(guān)951、增量電壓電路952、電流源953以及耦合到電路輸出960的比較器954。第二開關(guān)951、增量電壓電路952、電流源953和比較器954不限于任何特定類型的設(shè)備,并且可以是本文所述的開關(guān)、增量電壓電路、電流源和比較器的單獨示例中的任何一個。
在操作中,開路負載檢測電路901是可操作的,以首先打開第二開關(guān)951,并且然后閉合第一開關(guān)921,以便打開負載990。以類似于為開路負載檢測電路301描述的操作的方式,通過首先打開第二開關(guān)951然后閉合第一開關(guān)921,增量電壓電路922通過節(jié)點955耦合到電路輸出960,并且因此向輸出960提供足夠?qū)⒇撦d990轉(zhuǎn)換為“on”狀態(tài)的開關(guān)電壓。增量電壓電路922是可操作的,以通過將來自供電電壓910的電壓減少跨過增量電壓電路922的電壓降來提供開關(guān)電壓。在各種示例中,電壓降約為0.7伏,并且因此由增量電壓電路922提供給電路輸出960的開關(guān)電壓比作為供電電壓由vs-out910提供的電壓約小0.7伏。在操作期間,兩個開關(guān)921和925充當開關(guān)對,并且兩個開關(guān)951和957充當?shù)诙_關(guān)對。兩個開關(guān)對中的每一個總是一起切換到相同的狀態(tài)。在一些應用中,該切換將不100%同步,而是可包括開關(guān)對的兩個信??號之間的延遲。當開關(guān)921和925閉合時,如果在電路輸出960處存在由“x”982表示的開路負載狀況,電流源923是可操作的,以通過將輸出960處的電壓電平上拉到高于由增量電壓電路922提供的開關(guān)電壓電平的電平來克服提供給電路輸出的開關(guān)電壓。如果電流源923確實將電路輸出960處的輸出電壓上拉到高于開關(guān)電壓電平的電壓電平,比較器924是可操作的,以檢測電路輸出960處的更高電壓,并提供故障信號作為指示開路負載狀況的輸出信號。因此,開路負載檢測電路901是可操作的,以在開路負載檢測電路使得第一開關(guān)921閉合以打開負載990的基本上整個時間期間接通負載990并為電路輸出960提供開路負載檢測。
另外,開路負載檢測電路901是可操作的,以通過首先打開第一開關(guān)921并且然后閉合第二開關(guān)951來提供足夠?qū)⒇撦d990轉(zhuǎn)換為“off”狀態(tài)的開關(guān)電壓。通過閉合第二開關(guān)951,增量電壓電路952通過節(jié)點955耦合到電路輸出960,并且因此向輸出960提供足夠?qū)⒇撦d990轉(zhuǎn)換為“off”狀態(tài)的開關(guān)電壓。增量電壓電路952是可操作的,以通過將來自供電電壓917的電壓增加跨過增量電壓電路952的電壓來提供開關(guān)電壓。在各種示例中,電壓降約為0.7伏,并且因此由增量電壓電路952提供給電路輸出960的開關(guān)電壓比被提供為供電電壓917的電壓約高0.7伏。外部下拉負載然后將電壓進一步下拉到地。隨著電壓已經(jīng)由增量電壓電路952拉到開關(guān)電平,負載處于定義狀態(tài),并且由下拉負載引起的電壓變化不影響負載的狀態(tài)。當?shù)诙_關(guān)951閉合時,開關(guān)957也閉合,并且開關(guān)925已經(jīng)與開關(guān)921一起打開,電流源953是可操作的,以通過將電路輸出960處的電壓電平拉到一電平(該電平低于由增量電壓電路952提供的開關(guān)電壓電平,并且如果在電路輸出960處存在由“x”982表示的開路負載狀況則進一步低于電壓電平917至vref)來克服提供給電路輸出的開關(guān)電壓。如果電流源953確實將電路輸出960處的輸出電壓下拉到低于開關(guān)電壓電平并低于電壓電平917的電壓電平,則比較器954是可操作的,以檢測電路輸出960處的較低電壓電平,并提供故障信號作為指示開路負載狀況的輸出信號。因此,開路負載檢測電路901是可操作的,以切斷負載990,并且在開路負載檢測電路901使得第二開關(guān)951閉合以關(guān)閉負載990的基本上整個時間期間為電路輸出960提供開路負載檢測。所以,開路負載檢測電路901是可操作的,以既當被配置成將負載打開又當被配置成將負載關(guān)閉時為無源下拉負載提供開路負載狀況的檢測。
圖9b圖示以與圖9中所示的相同的方式配置的開路負載檢測電路901,但是使開路負載檢測電路901耦合到由說明性負載991表示的負載905,其中負載991是類似于圖8中所示的負載890的無源上拉負載。如圖9b中所示,開路負載檢測電路901是可操作的,以首先打開第二開關(guān)951并且然后閉合第一開關(guān)921以將負載991轉(zhuǎn)換到“off”狀態(tài),并且首先打開第一開關(guān)921并且然后閉合第二開關(guān)951以將負載991轉(zhuǎn)換到“on”狀態(tài)。這樣,當開路負載檢測電路901被配置成將負載991轉(zhuǎn)換到“off”狀態(tài)時,開路負載檢測電路920是可操作的,以提供電路輸出960處的開路負載狀況的檢測,并且當開路負載電路901被配置成將負載991轉(zhuǎn)換到“on”狀態(tài)時,開路負載檢測電路950是可操作的,以提供電路輸出960處的開路負載狀況的檢測。在各種示例中,如本文所使用的,第一供電電壓或第二供電電壓到第一開關(guān)或第二開關(guān)的開關(guān)電壓的術(shù)語“降低”或“減小”是指降低第一電壓供電或第二電壓供電的絕對值。在一些示例中,第一供電電壓或第二供電電壓到第一開關(guān)或第二開關(guān)的開關(guān)電壓的術(shù)語“降低”或“減少”是指增量電壓電路耦合到第一開關(guān)或第二開關(guān)中的至少一個以造成第一供電電壓或第二供電電壓到提供給電路輸出的第一開關(guān)或第二開關(guān)的開關(guān)電壓的電壓幅度的減小。在一些示例中,供電電壓的絕對值的減小意味著供電電壓從正值降低到較低的正值,例如從+7.0伏降低到+6.3伏。在其它示例中,降低供電電壓的絕對值意味著供電電壓從負值增加到較高(仍然為負)的值,例如-7.0伏到-6.3伏。在一些示例中,其中供電電壓被認為是零伏,減小可以包括將零伏或者“降低”到正電壓(諸如但不限于+0.7伏),或者“降低”到負電壓(諸如但不限于-0.7伏)。
圖10是根據(jù)本公開中描述的技術(shù)的圖示可由電路執(zhí)行的各種方法的流程圖1000。在各種示例中,開路負載檢測電路(諸如開路負載檢測電路301、501、601、701、801和901)通過第一開關(guān)將開路負載檢測電路的電路輸出耦合到第一供電電壓以接通負載(塊1002)。在各種示例中,開路負載檢測電路通過第二開關(guān)將電路輸出耦合到第二供電電壓以切斷負載(塊1004)。在各種示例中,當在電路輸出處不存在開路負載狀況時,開路負載檢測電路通過至少一個增量電壓電路在電路輸出處生成開關(guān)電壓(塊1006)。在各種示例中,當在電路輸出處存在開路負載狀況時,開路負載檢測電路在電路輸出處通過至少一個電流源生成電壓電平,該電壓電平克服開關(guān)電壓并且提供與開關(guān)電壓不同的第二輸出電壓(1008)。在各種示例中,當在電路輸出處存在開路負載狀況時,開路負載檢測電路通過至少一個比較器生成故障信號(塊1010)。
圖11是根據(jù)本公開中描述的技術(shù)的圖示可由電路執(zhí)行的各種方法的流程圖1100。在各種示例中,開路負載檢測電路(諸如開路負載檢測電路301、501、601、701、801和901)通過第一開關(guān)將開路負載檢測電路的電路輸出耦合到第一供電電壓以切換負載(塊1102)。在各種示例中,當在電路輸出處不存在開路負載狀況時,開路負載檢測電路通過至少一個增量電壓電路在電路輸出處生成開關(guān)電壓(塊1104)。在各種示例中,當在電路輸出處存在開路負載狀況時,開路負載檢測電路通過至少一個電流源在電路輸出處生成電壓電平,該電壓電平克服開關(guān)電壓并且提供與開關(guān)電壓不同的第二輸出電壓(塊1106)。在各種示例中,當在電路輸出處存在開路負載狀況時,開路負載檢測電路通過至少一個比較器生成故障信號(塊1108)。
本文所述的技術(shù)可以按照硬件、固件或其任何組合來實現(xiàn)。硬件也可執(zhí)行軟件。被描述為模塊、單元或組件的任何特征可一起被實現(xiàn)在集成邏輯設(shè)備中,或者被單獨地實現(xiàn)為離散的但可互操作的邏輯設(shè)備。在一些情況下,各種特征可被實現(xiàn)為集成電路設(shè)備,諸如集成電路芯片或芯片組。如果以軟件實現(xiàn),該技術(shù)可至少部分地由包括指令的計算機可讀存儲介質(zhì)來實現(xiàn),該指令在被執(zhí)行時使處理器執(zhí)行上述技術(shù)中的一個或多個。
如本文所述的半導體或半導體設(shè)備通常是指如將由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的晶體管(3引線設(shè)備)。如本文使用的半導體和半導體設(shè)備不限于任何特定類型的晶體管,并且可操作以提供本文所述的半導體設(shè)備的功能的任何晶體管及其等同物可以用在這些設(shè)備和系統(tǒng)中。在各種示例中,如本文使用的半導體或半導體設(shè)備是指金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)設(shè)備或互補金屬氧化物半導體(cmos)設(shè)備。本文所述的半導體設(shè)備的各種示例還指二極管(二引線半導體)設(shè)備,諸如pn結(jié)二極管,但是如在本申請的開路負載檢測電路的設(shè)備和系統(tǒng)中使用的二極管不限于任何特定類型的二極管,并且可操作以提供本文所述的二極管的功能的任何二極管及其等同物可以用在這些設(shè)備和系統(tǒng)中。在各種示例中,詞語“被耦合”或“耦合”的使用是指在設(shè)備或電氣組件的引線或端子之間通過導體直接耦合,而無需中間設(shè)備或電氣部件,如將由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的。在各種示例中,詞語“被耦合”或“耦合”的使用是指可包括通過一個或多個中間設(shè)備或其它電氣組件的耦合的設(shè)備或電氣組件的電氣耦合,如將由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的。
計算機可讀存儲介質(zhì)可形成可包括封裝材料的計算機程序產(chǎn)品的部分。計算機可讀存儲介質(zhì)可包括計算機數(shù)據(jù)存儲介質(zhì),諸如隨機存取存儲器(ram)、同步動態(tài)隨機存取存儲器(sdram)、只讀存儲器(rom)、非易失性隨機存取存儲器(nvram)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、閃速存儲器、磁或光數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)等等。該技術(shù)另外或替代地可至少部分地由計算機可讀通信介質(zhì)實現(xiàn),計算機可讀通信介質(zhì)攜帶或傳送以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式的代碼,并且可以由計算機訪問、讀取和/或執(zhí)行。
代碼或指令可由一個或多個處理器執(zhí)行,該處理器諸如一個或多個dsp、通用微處理器、asic、現(xiàn)場可編程邏輯陣列(fpga)或其它等效的集成或分立邏輯線路。相應地,如本文使用的術(shù)語“處理器”可指適合于本文所述的技術(shù)的實現(xiàn)方式的任何前述結(jié)構(gòu)或任何其它結(jié)構(gòu)。另外,在一些方面,本文所述的功能性可被提供在專用軟件模塊或硬件模塊內(nèi)。該公開還設(shè)想包括線路來實現(xiàn)本公開中所述的技術(shù)中的一個或多個的各種集成電路設(shè)備中的任何一個。這樣的線路可被提供在單個集成電路芯片中或在所謂的芯片組中的多個可互操作的集成電路芯片中。這樣的集成電路設(shè)備可用在各種應用中。
下面的示例描述了本公開的一個或多個方面。
示例1.一種開路負載檢測電路,包括:被配置成向負載提供輸出電壓的電路輸出,耦合到電路輸出并耦合到被配置成接通負載的第一供電電壓的第一開關(guān),耦合到電路輸出并耦合到被配置成切斷負載的第二供電電壓的第二開關(guān),耦合到被配置成提供增量電壓的電路輸出的至少一個增量電壓電路,其中增量電壓電路耦合到第一開關(guān)或第二開關(guān)中的至少一個,以造成第一供電電壓或第二供電電壓到提供給電路輸出的第一開關(guān)或第二開關(guān)的開關(guān)電壓的電壓幅度的減小,耦合到電路輸出以向電路輸出提供電流的至少一個電流源,關(guān)聯(lián)到輸出和與增量電壓電路相同的供電并且被配置成在開路負載狀況的情況下克服提供給電路輸出的開關(guān)電壓的電流源,以及被配置成在開路負載狀況的情況下提供故障信號的至少一個比較器。
示例2.根據(jù)示例1所述的開路負載檢測電路,其中至少一個增量電壓電路直接耦合到第一開關(guān),并且被配置成在第一開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以接通負載,其中由至少一個電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓大于開關(guān)電壓,并且其中至少一個比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路被配置成接通負載。
示例3.根據(jù)示例1-2中任一個所述的開路負載檢測電路,其中至少一個增量電壓電路直接耦合到第二開關(guān),并且被配置成在第二開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以接通負載,其中由至少一個電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓小于開關(guān)電壓,并且其中至少一個比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路被配置成接通負載。
示例4.根據(jù)示例1-3中任一個所述的開路負載檢測電路,其中至少一個增量電壓電路直接耦合到第二開關(guān),并且被配置成在第二開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以切斷負載,其中由至少一個電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓小于開關(guān)電壓,并且其中至少一個比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路被配置成切斷負載。
示例5.根據(jù)示例1-4中任一個所述的開路負載檢測電路,其中至少一個增量電壓電路直接耦合到第一開關(guān),并且被配置成在第一開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以切斷負載,其中由至少一個電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓大于開關(guān)電壓,并且其中至少一個比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路配置成切斷負載。
示例6.根據(jù)示例1-5中任一個所述的開路負載檢測電路,進一步包括:各自耦合到電路輸出的第二增量電壓電路、第三和第四開關(guān)以及第二比較器,以及耦合到第四開關(guān)的第二電流源;其中至少一個增量電壓電路中的第一個直接耦合到第一開關(guān),并且被配置成在第一開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以接通負載,并且第三開關(guān)閉合以將至少一個電流源耦合到輸出,并且第四開關(guān)被打開以將第二電流源與輸出斷開,其中由至少一個電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓大于開關(guān)電壓,其中至少一個比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路被配置成接通負載,其中第二增量電壓電路直接耦合到第二開關(guān),并且被配置成在第二開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以切斷負載,并且第四開關(guān)閉合以將第二電流源耦合到輸出,并且第三開關(guān)打開以將至少一個電流源與輸出斷開,其中由第二電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓小于開關(guān)電壓,并且其中第二比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路被配置成切斷負載。
示例7.根據(jù)示例1-6中任一個所述的開路負載檢測電路,進一步包括:各自耦合到電路輸出的第二增量電壓電路、第三和第四開關(guān)以及第二比較器,以及耦合到第四開關(guān)的第二電流源;其中至少一個增量電壓電路中的第一個直接耦合到第一開關(guān),并且被配置成在第一開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以切斷負載,并且第三開關(guān)閉合以將至少一個電流源耦合到輸出,并且第四開關(guān)打開以將第二電流源與輸出斷開,其中由至少一個電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓大于開關(guān)電壓,其中至少一個比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路被配置成切斷負載,其中第二增量電壓電路直接耦合到第二開關(guān),并且被配置成在第二開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以接通負載,并且第四開關(guān)閉合以將第二電流源耦合到輸出,并且第三開關(guān)打開以將至少一個電流源與輸出斷開,其中由第二電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓小于開關(guān)電壓,并且其中第二比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路被配置成接通負載。
示例8.根據(jù)示例1-7中任一個所述的開路負載檢測電路,其中增量電壓電路包括二極管。
示例9.根據(jù)示例1-8中任一個所述的開路負載檢測電路,其中增量電壓電路和開關(guān)包括至少一個經(jīng)調(diào)節(jié)的晶體管。
示例10.根據(jù)示例1-9中任一個所述的開路負載檢測電路,其中增量電壓電路包括以反串聯(lián)配置布置的一對經(jīng)調(diào)節(jié)的晶體管。
示例11.根據(jù)示例1-10中任一個所述的開路負載檢測,其中至少一個比較器的第一輸入耦合到第一或第二供電電壓中的一個,并且其中至少一個比較器的第二輸入耦合到電路輸出。
示例12.根據(jù)示例1-11中任一個所述的開路負載檢測,其中至少一個比較器的第一輸入耦合到第一參考電壓,并且其中比較器的第二輸入耦合到電路輸出。
示例13.根據(jù)示例1-12中任一個所述的開路負載檢測,其中在電路輸出處存在開路負載狀況時,在電路輸出處提供的電壓大于第一供電電壓。
示例14.根據(jù)示例1-13中任一個所述的開路負載檢測電路,其中在電路輸出處存在開路負載狀況時,在電路輸出處提供的電壓小于第二供電電壓。
示例15.根據(jù)示例1-14中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)設(shè)備,并且電路輸出直接耦合到mosfet設(shè)備的柵極。
示例16.根據(jù)示例1-15中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括絕緣柵雙極晶體管(igbt)設(shè)備,并且電路輸出直接耦合到igbt設(shè)備的柵極。
示例17.根據(jù)示例1-16中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括智能模塊。
示例18.根據(jù)示例1-17中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括電阻負載。
示例19.根據(jù)示例1-18中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括電感負載。
示例20.根據(jù)示例1-19中任一個所述的開路負載檢測電路,其中增量電壓電路包括電阻器。
示例21.一種方法,包括:由第一開關(guān)將開路負載檢測電路的電路輸出耦合到第一供電電壓以接通負載,由第二開關(guān)將電路輸出耦合到第二供電電壓以切斷負載,在電路輸出處不存在開路負載狀況時由至少一個增量電壓電路在電路輸出處生成開關(guān)電壓,由至少一個電流源在電路輸出處生成電壓電平,該電壓電平在電路輸出處存在開路負載狀況時克服開關(guān)電壓并且提供與開關(guān)電壓不同的第二輸出電壓,并且在電路輸出處存在開路負載狀況時由至少一個比較器生成故障信號。
示例22.根據(jù)示例21所述的方法,進一步包括:通過閉合第一開關(guān),經(jīng)由第一開關(guān)將至少一個增量電壓電路直接耦合到第一供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以接通負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,由至少一個電流源克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,并且如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器生成故障信號。
示例23.根據(jù)示例21-22中任一個所述的方法,進一步包括:通過閉合第二開關(guān),經(jīng)由第二開關(guān)將至少一個增量電壓電路直接耦合到第二供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以接通負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,由至少一個電流源克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,并且如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器生成故障信號。
示例24.根據(jù)示例21-23中任一個所述的方法,進一步包括:通過閉合第二開關(guān),經(jīng)由第二開關(guān)將至少一個增量電壓電路直接耦合到第二供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以切斷負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,由至少一個電流源克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,并且如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器生成故障信號。
示例25.根據(jù)示例21-24中任一個所述的方法,進一步包括:通過閉合第一開關(guān),經(jīng)由第一開關(guān)將至少一個增量電壓電路直接耦合到第一供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以切斷負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,由至少一個電流源克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,并且如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器生成故障信號。
示例26.根據(jù)示例21-25中任一個所述的方法,進一步包括:通過首先打開第二開關(guān)并且然后閉合第一開關(guān),經(jīng)由第一開關(guān)將至少一個增量電壓電路直接耦合到第一供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以接通負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,通過打開第四開關(guān)并且閉合第三開關(guān),通過經(jīng)由第三開關(guān)將至少一個電流源直接耦合到第一供電電壓,克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓并且第一開關(guān)閉合,由至少一個比較器生成故障信號,通過首先打開第一開關(guān)并且然后閉合第二開關(guān),通過第二開關(guān)將第二增量電壓電路直接耦合到第二供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以切斷負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,通過打開第三開關(guān)并且閉合第四開關(guān),通過經(jīng)由第四開關(guān)將第二電流源直接耦合到第二供電電壓,克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由第二比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,并且如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓并且第二開關(guān)閉合,由第二比較器生成故障信號。
示例27.根據(jù)示例21-26中任一個所述的方法,進一步包括:通過首先打開第二開關(guān)并且然后閉合第一開關(guān),通過第一開關(guān)將至少一個增量電壓電路直接耦合到第一供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以切斷負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,通過打開第四開關(guān)并且閉合第三開關(guān),通過經(jīng)由第三開關(guān)將至少一個電流源直接耦合到第一供電電壓,克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓并且第一開關(guān)閉合,由至少一個比較器生成故障信號,通過首先打開第一開關(guān)并且然后閉合第二開關(guān),通過第二開關(guān)將第二增量電壓電路直接耦合到第二供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以接通負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,通過打開第三開關(guān)并且閉合第四開關(guān),通過經(jīng)由第四開關(guān)將第二電流源直接耦合到第二供電電壓,克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由第二比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,并且如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓并且第二開關(guān)閉合,由第二比較器生成故障信號。
示例28.根據(jù)示例21-27中任一個所述的方法,其中增量電壓電路包括二極管。
示例29.根據(jù)示例21-28中任一個所述的方法,其中增量電壓電路包括經(jīng)調(diào)節(jié)的晶體管。
示例30.根據(jù)示例21-29中任一個所述的方法,其中增量電壓電路包括以反串聯(lián)配置布置的一對經(jīng)調(diào)節(jié)的晶體管。
示例31.根據(jù)示例21-30中任一個所述的方法,其中至少一個比較器的第一輸入耦合到第一或第二供電電壓中的一個,并且其中至少一個比較器的第二輸出耦合到電路輸出。
示例32.根據(jù)示例21-31中任一個所述的方法,其中至少一個比較器的第一輸入耦合到第一參考電壓,并且其中至少一個比較器的第二輸入耦合到電路輸出。
示例33.根據(jù)示例21-32中任一個所述的方法,其中在電路輸出處存在開路負載狀況時,在電路輸出處提供的電壓大于第一供電電壓。
示例34.根據(jù)示例21-33中任一個所述的方法,其中在電路輸出處存在開路負載狀況時,在電路輸出處提供的電壓小于第二供電電壓。
示例35.根據(jù)示例21-34中任一個所述的方法,其中負載包括金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)設(shè)備,并且電路輸出直接耦合到mosfet設(shè)備的柵極。
示例36.根據(jù)示例21-35中任一個所述的方法,其中負載包括絕緣柵雙極晶體管(igbt)設(shè)備,并且電路輸出直接耦合到igbt設(shè)備的柵極。
示例37.根據(jù)示例21-36中任一個所述的方法,其中負載包括智能模塊。
示例38.根據(jù)示例21-37中任一個所述的方法,其中負載包括電阻負載或電感負載中的一個。
示例39.根據(jù)示例21-38中任一個所述的方法,其中增量電壓電路包括電阻器。
示例40.一種開路負載檢測電路,包括:被配置成向負載提供輸出電壓的電路輸出;耦合到電路輸出并耦合到被配置成切換負載的第一供電電壓的第一開關(guān),耦合到被配置成提供增量電壓的電路輸出的至少一個增量電壓電路,其中增量電壓電路耦合到第一開關(guān)以造成第一供電電壓到提供給電路輸出的第一開關(guān)的開關(guān)電壓的電壓幅度的減小,耦合到電路輸出以向電路輸出提供電流的至少一個電流源,該電流源被配置成在開路負載狀況的情況下克服提供給電路輸出的開關(guān)電壓,以及被配置成在開路負載狀況的情況下提供故障信號的至少一個比較器。
示例41.根據(jù)示例40的開路負載檢測電路,其中至少一個增量電壓電路直接耦合到第一開關(guān),并且被配置成在第一開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以接通負載,其中由至少一個電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓大于開關(guān)電壓,并且其中至少一個比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路被配置成接通負載。
示例42.根據(jù)示例40-41中任一個所述的開路負載檢測電路,其中至少一個增量電壓電路直接耦合到第一開關(guān),并且被配置成在第一開關(guān)閉合時向電路輸出提供開關(guān)電壓以切斷負載,其中由至少一個電流源提供以克服開關(guān)電壓的電壓大于開關(guān)電壓,并且其中至少一個比較器被配置成在電路輸出處存在開路負載狀況的情況下提供故障信號,同時開路負載電路被配置成切斷負載。
示例43.根據(jù)示例40-42中任一個所述的開路負載檢測電路,其中增量電壓電路包括二極管。
示例44.根據(jù)示例40-43中任一個所述的開路負載檢測電路,其中增量電壓電路和開關(guān)包括至少一個經(jīng)調(diào)節(jié)的晶體管。
示例45.根據(jù)示例40-44中任一個所述的開路負載檢測電路,其中增量電壓電路包括以反串聯(lián)配置布置的一對經(jīng)調(diào)節(jié)的晶體管。
示例46.根據(jù)示例40-45中任一個所述的開路負載檢測,其中至少一個比較器的第一輸入耦合到第一或第二供電電壓中的一個,并且其中至少一個比較器的第二輸入耦合到電路輸出。
示例47.根據(jù)示例40-46中任一個所述的開路負載檢測,其中至少一個比較器的第一輸入耦合到第一參考電壓,并且其中比較器的第二輸入耦合到電路輸出。
示例48.根據(jù)示例40-47中任一個所述的開路負載檢測,其中如果沒有負載連接到電路輸出,在電路輸出處提供的電壓大于開關(guān)第一供電電壓。
示例49.根據(jù)示例40-48中任一個所述的開路負載檢測電路,其中如果沒有負載連接到電路輸出,在電路輸出處提供的電壓小于第二供電電壓。
示例50.根據(jù)示例40-49中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)設(shè)備,并且電路輸出直接耦合到mosfet設(shè)備的柵極。
示例51.根據(jù)示例40-50中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括絕緣柵雙極晶體管(igbt)設(shè)備,并且電路輸出直接耦合到igbt設(shè)備的柵極。
示例52.根據(jù)示例40-51中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括智能模塊。
示例53.根據(jù)示例40-52中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括電阻負載。
示例54.根據(jù)示例40-53中任一個所述的開路負載檢測電路,其中負載包括電感負載。
示例55.根據(jù)示例40-54中任一個所述的開路負載檢測電路,其中增量電壓電路包括電阻器。
示例56.一種方法,包括:由第一開關(guān)將開路負載檢測電路的電路輸出耦合到第一供電電壓以切換負載,在電路輸出處不存在開路負載狀況時,由至少一個增量電壓電路在電路輸出處生成開關(guān)電壓,由至少一個電流源在電路輸出處生成電壓電平,該電壓電平在電路輸出處存在開路負載狀況時克服開關(guān)電壓并且提供與開關(guān)電壓不同的第二輸出電壓,并且在電路輸出處存在開路負載狀況時,由至少一個比較器生成故障信號。
示例57.根據(jù)示例56所述的方法,進一步包括:通過閉合第一開關(guān),經(jīng)由第一開關(guān)將至少一個增量電壓電路直接耦合到第一供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以接通負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,由至少一個電流源克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,并且如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器生成故障信號。
示例58.根據(jù)示例56-57中任一個所述的方法,進一步包括:通過閉合第一開關(guān),經(jīng)由第一開關(guān)將至少一個增量電壓電路直接耦合到第一供電電壓,以在電路輸出處生成開關(guān)電壓以切斷負載,如果在電路輸出處存在開路負載狀況,由至少一個電流源克服開關(guān)電壓以在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器比較正在電路輸出處提供開關(guān)電壓還是第二輸出電壓,并且如果正在電路輸出處提供第二輸出電壓,由至少一個比較器生成故障信號。
示例59.根據(jù)示例56-58中任一個所述的方法,其中增量電壓電路包括二極管。
示例60.根據(jù)示例56-59中任一個所述的方法,其中增量電壓電路和開關(guān)包括至少一個經(jīng)調(diào)節(jié)的晶體管。
示例61.根據(jù)示例56-60中任一個所述的方法,其中增量電壓電路包括以反串聯(lián)配置布置的一對經(jīng)調(diào)節(jié)的晶體管。
示例62.根據(jù)示例56-61中任一個所述的方法,其中至少一個比較器的第一輸入耦合到第一或第二供電電壓中的一個,并且其中至少一個比較器的第二輸入耦合到電路輸出。
示例63.根據(jù)示例56-62中任一個所述的方法,其中至少一個比較器的第一輸入耦合到第一參考電壓,并且其中至少一個比較器的第二輸入耦合到電路輸出。
示例64。根據(jù)示例56-63中任一個所述的方法,其中如果沒有負載連接到電路輸出,在電路輸出處提供的電壓大于第一供電電壓。
示例65.根據(jù)示例56-64中任一個所述的方法,其中如果沒有負載連接到電路輸出,在電路輸出處提供的電壓小于第二供電電壓。
示例66.根據(jù)示例56-65中任一個所述的方法,其中負載包括金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)設(shè)備,并且電路輸出直接耦合到mosfet設(shè)備的柵極。
示例67.根據(jù)示例56-66中任一個所述的方法,其中負載包括絕緣柵雙極晶體管(igbt)設(shè)備,并且電路輸出直接耦合到igbt設(shè)備的柵極。
示例68.根據(jù)示例56-67中任一個所述的方法,其中負載包括智能模塊。
示例69.根據(jù)示例56-68中任一個所述的方法,其中負載包括電阻負載或電感負載中的一個。
示例70.根據(jù)示例56-69中任一個所述的方法,其中增量電壓電路包括電阻器。
已經(jīng)描述了各種示例。這些和其它示例在下面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。下面的權(quán)利要求說明本公開的一個或多個方面。