[发明专利]用于保护功耗电路的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于保护功耗电路免受过压的系统和方法，具体涉及用于保护电路免受负载倾卸(Load Dump)状况、浪涌脉冲或电压瞬变的系统和方法。

背景技术

通常通过例如双向齐纳二极管将端子短接(shorting)至电路，来执行针对负载倾卸/浪涌脉冲/电压瞬变状况的保护，但是引起的高电压可能损坏这些短接装置，并由此损坏保护电路。还使用了其他技术。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种电路，能够保护功耗电路免受负载倾卸/浪涌脉冲/电压瞬变状况，在这些状况下，例如对该功耗电路馈电的电池从充电单元断开，从而充电单元提供功率浪涌，该功率浪涌可能损坏功耗电路。

本发明的另一目的是提供一种负载倾卸保护电路，其也可以受到其他状况的控制，以用于多种目的。

因此，在第一方面，本发明涉及一种用于保护功耗电路的系统，该系统包括：

第一端子和第二端子，适于接收功率；

第三端子和第四端子，适于将接收的功率提供给功耗电路，第一端子连接至第三端子，第二端子连接至第四端子；

第一晶体管，至少具有第一、第二和第三管脚，第一管脚连接至第一和第二端子中的一个端子，第二管脚连接至第三和第三端子中与所述一个端子连接的那个端子，第一晶体管适于基于第三管脚上的信号，接通或断开第一和第二管脚间的导电连接，第一和第二端子中的另一端子以及第三和第四端子中的另一端子电互连，

保护元件，连接在第一和第三端子之一与第二和第四端子之一之间，保护元件适于在保护元件上的电压超过预定电压时输出信号；

用于从保护元件向第三管脚传输信号的装置。

在本文中，保护主要是针对高电压浪涌的保护，高电压浪涌可能由功率/电压提供器出于多种原因而引起的。本系统旨在防止这种高电压到达用电设备。

通常，端子是可以用于接合或接触例如电池或电源等其他电路的导体或导体的一部分。通常，端子用于提供可以断开或分离的电连接，例如闪光灯中的电池端子或PCB上的焊盘。

本系统提供在用于接收功率的端子与用于向用电设备传递功率的端子之间。在这方面，功率是可以按照任何方式提供的，例如从电池、发电机、发电站、干线电源、风力涡轮机、太阳能电池等提供的。

此外，用电设备可以是任意类型的用电设备，例如一组功耗设备。功耗设备可以是电视机、计算机、冰箱、冷冻机、灯、监视器、其他机动仪器等。用电设备可以大致是例如房屋、公寓、办公室、船舶和/或车辆的全部功率消费设备。

在本文中，第一晶体管可以是任意类型的晶体管，例如双极或场效应晶体管。使用多种不同指示符号(denotation)和基本技术，例如JFET、MOSFET、BJT、IGFET、IGBT，并且可以使用任意极性，例如NPN、PNP、N沟道或P沟道。如下进一步描述的，晶体管中可以具有保护二极管，至少对于功率耗散目的而需要该保护二极管。

不同类型的晶体管可以具有不同数目的管脚。然而，至少提供三个管脚，其中在典型地称为基极或栅极的一个管脚上的信号控制其他两个管脚(所谓的集电极或源极以及所谓的发射极或漏极)之间的导通特性。

当然，例如二极管、电阻器、电容器、线圈之类的其他电元件也可以连接至端子之一，并且可选地连接在端子之间，例如与晶体管串联。然而，为了不浪费功率，优选地在第一或第二端子中的一个端子与第三或第四端子中连接至该一个端子的那个端子所形成的每个对之间仅存在的组件是第一晶体管，如果需要，则可选地可以存在下面的第二晶体管。

晶体管管脚间电连接的断开或导通是晶体管的正常操作。通常，上述信号只是电压，该电压控制第一和第二管脚间流动的电流。当然，该电压依赖于环境、晶体管等。这对于本领域技术人员是熟知的。

在这方面，保护元件是监视如下电压的元件：在第一和第三端子之一与第二和第四端子之一上的电压。典型地，保护元件监视第一和第二端子上的电压或第三和第四端子上的电压。如果这些端子之间存在(例如串联耦接的)附加的电元件，也可以使用这种元件之间或这种元件上的电压。

保护元件适于在保护元件上的电压超过预定电压时输出信号。通常该预定电压选择为超过在第一和第二端子处提供的常规电压，但足够低以免损坏或毁坏用电设备。另一方面，优选地，晶体管被定尺寸并选择为忍耐较高电压，例如可设想的最高电压。