本申請(qǐng)總體上涉及用于一種防止集成電路電壓調(diào)節(jié)器發(fā)生短路的電路。

背景技術(shù)：

車輛控制器與多種感測裝置接口連接。在一些實(shí)例中，感測裝置設(shè)置有電壓輸出。在大多數(shù)情況下，感測裝置位于遠(yuǎn)離車輛控制器處。布線長度可在感測裝置和車輛控制器之間延伸。此外，導(dǎo)線通過連接器連接至車輛控制器和感測裝置。這些連接器和布線受制于溫度狀況、振動(dòng)狀況和環(huán)境狀況。因此，布線和連接器的導(dǎo)電元件可能變成電連接至非計(jì)劃的源或目的地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種用于車輛的控制器包括跟蹤調(diào)節(jié)器，所述跟蹤調(diào)節(jié)器具有電壓輸入、參考電壓輸入、電壓輸出以及電連接在所述電壓輸入和所述電壓輸出之間的第一開關(guān)。所述控制器還包括電路，所述電路包括電連接在所述參考電壓輸入和所述電壓輸出之間的第二開關(guān)，所述電路被配置為響應(yīng)于所述電壓輸出對(duì)地短路而使第二開關(guān)閉合。

一種車輛包括傳感器，所述傳感器具有電壓輸入。所述車輛還包括控制器，所述控制器包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，其中，第一開關(guān)電連接在所述電壓輸入和供給電壓之間并且基于參考電壓和所述電壓輸入之間的電壓差而被控制，第二開關(guān)電連接在所述參考電壓和所述電壓輸入之間并且響應(yīng)于所述電壓輸入對(duì)地短路而被控制以閉合。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第二開關(guān)被配置為：當(dāng)?shù)诙_關(guān)閉合時(shí)，在所述參考電壓輸入和所述電壓輸入之間形成低阻抗路徑。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器被配置為：防止第二開關(guān)在緊接著控制器上電之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)閉合。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一開關(guān)是跟蹤調(diào)節(jié)器集成電路的一部分。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第二開關(guān)是npn晶體管，所述npn晶體管具有基極、電連接至所述電壓輸入的發(fā)射極以及電連接至參考電壓的集電極。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器包括電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)，所述電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)電連接在電壓源和所述電壓輸入之間，并且電連接至所述基極以向所述npn晶體管提供偏置電壓，其中，所述偏置電壓是基于所述電壓源和所述電壓輸入之間的電壓的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電壓源的電壓幅值大于或等于所述參考電壓的電壓幅值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器包括電連接在所述基極和接地參考之間的電容器，以防止所述npn晶體管在緊接著控制器上電之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器包括電連接在所述電壓輸入和所述基極之間的二極管，所述二極管被配置為限制反向基極到發(fā)射極的電壓以避免超過預(yù)定電壓。

一種控制控制器中的跟蹤調(diào)節(jié)器的方法包括：基于所述跟蹤調(diào)節(jié)器的參考電壓輸入而操作第一開關(guān)，以將所述跟蹤調(diào)節(jié)器的電壓輸入電連接至所述跟蹤調(diào)節(jié)器的電壓輸出。所述方法還包括：響應(yīng)于所述電壓輸出對(duì)地短路，閉合第二開關(guān)，以在所述參考電壓輸入和所述電壓輸出之間形成低阻抗路徑。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括：防止第二開關(guān)在緊接著所述控制器上電之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)閉合。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括：基于所述參考電壓輸入和所述電壓輸出之間的差來操作第一開關(guān)。

附圖說明

圖1是示出典型的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和能量儲(chǔ)存組件的混合動(dòng)力車輛的示圖。

圖2是由多個(gè)電池單元組成并且由電池能量控制模塊監(jiān)測和控制的可行的電池組布置的示圖。

圖3是被配置為防止控制器中的跟蹤調(diào)節(jié)器出現(xiàn)熱過載的短路保護(hù)電路的示圖。

圖4是描繪短路保護(hù)電路的正常操作狀況的示圖。

圖5是描繪短路保護(hù)電路的對(duì)地短路狀況期間的操作狀況的示圖。

具體實(shí)施方式

在此描述本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是，所公開的實(shí)施例僅為示例，并且其它實(shí)施例可采用各種形式和替代形式。附圖不必按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，參考任一附圖示出和描述的各種特征可與在一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征組合，以產(chǎn)生未明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而，與本公開的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和變型可被期望用于特定的應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?/p>

圖1描繪了典型的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(phev)。典型的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛112可包括機(jī)械地連接至混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置116的一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)114。電機(jī)114能夠作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置116機(jī)械地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)118?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)裝置116還機(jī)械地連接至驅(qū)動(dòng)軸120，驅(qū)動(dòng)軸120機(jī)械地連接至車輪122。電機(jī)114能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)118啟動(dòng)或關(guān)閉時(shí)提供推進(jìn)和減速能力。電機(jī)114還用作發(fā)電機(jī)，并且可通過回收在摩擦制動(dòng)系統(tǒng)中通常將作為熱損失掉的能量來提供燃料經(jīng)濟(jì)性效益。電機(jī)114還可通過允許發(fā)動(dòng)機(jī)118以更高效的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)并允許混合動(dòng)力電動(dòng)車輛112在特定狀況下以發(fā)動(dòng)機(jī)118關(guān)閉的電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)而減少車輛排放。

牽引電池或電池組124儲(chǔ)存可被電機(jī)114使用的能量。車輛電池組124通常提供高電壓直流電(dc)輸出。牽引電池124可電連接至一個(gè)或更多個(gè)電力電子模塊。一個(gè)或更多個(gè)接觸器142可在斷開時(shí)將牽引電池124與其它組件隔離，并且可在閉合時(shí)將牽引電池124連接至其它組件。電力電子模塊126還可電連接至電機(jī)114，并提供在牽引電池124與電機(jī)114之間雙向傳輸能量的能力。例如，牽引電池124可提供dc電壓，而電機(jī)114可使用三相交流電(ac)來運(yùn)轉(zhuǎn)以起作用。電力電子模塊126可將dc電壓轉(zhuǎn)換為三相ac電流來運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)114。在再生模式下，電力電子模塊126可將來自用作發(fā)電機(jī)的電機(jī)114的三相ac電流轉(zhuǎn)換為與牽引電池124兼容的dc電壓。這里的描述同樣可用于純電動(dòng)車輛。對(duì)于純電動(dòng)車輛，混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置116可以是連接至電機(jī)114的齒輪箱，并且發(fā)動(dòng)機(jī)118可以不存在。

牽引電池124除了提供用于推進(jìn)的能量之外，還可為其它車輛電力系統(tǒng)提供能量。車輛112可包括dc/dc轉(zhuǎn)換器模塊128，dc/dc轉(zhuǎn)換器模塊128將牽引電池124的高電壓dc輸出轉(zhuǎn)換成與低電壓車輛負(fù)載兼容的低電壓dc供應(yīng)。dc/dc轉(zhuǎn)換器模塊128的輸出可電連接至輔助電池130(例如，12v電池)。低電壓系統(tǒng)可電連接至輔助電池。其它高電壓負(fù)載146(諸如，壓縮機(jī)和電加熱器)可連接至牽引電池124的高電壓輸出。電負(fù)載146可具有相關(guān)聯(lián)的控制器，所述控制器在適當(dāng)時(shí)操作和控制電負(fù)載146。

車輛112可以是電動(dòng)車輛或插電式混合動(dòng)力車輛，其中，牽引電池124可通過外部電源136被再充電。外部電源136可連接到電插座。外部電源136可電連接至充電器或電動(dòng)車輛供電設(shè)備(evse)138。外部電源136可以是由公共電力公司提供的配電網(wǎng)絡(luò)或電網(wǎng)。evse138可提供電路和控制，以調(diào)節(jié)和管理電源136與車輛112之間的能量傳輸。外部電源136可向evse138提供dc或ac電力。evse138可具有用于插入到車輛112的充電端口134中的充電連接器140。充電端口134可以是被配置為從evse138向車輛112傳輸電力的任意類型的端口。充電端口134可電連接至充電器或車載電力轉(zhuǎn)換模塊132。電力轉(zhuǎn)換模塊132可對(duì)從evse138供應(yīng)的電力進(jìn)行調(diào)節(jié)，以向牽引電池124提供合適的電壓水平和電流水平。電力轉(zhuǎn)換模塊132可與evse138進(jìn)行接口連接，以協(xié)調(diào)對(duì)車輛112的電力傳輸。evse連接器140可具有與充電端口134的相應(yīng)凹槽配合的插腳?？蛇x地，被描述為被電耦合或電連接的各種組件可使用無線感應(yīng)耦合傳輸電力。

可提供一個(gè)或更多個(gè)車輪制動(dòng)器144，以使車輛112減速并阻止車輛112的移動(dòng)。車輪制動(dòng)器144可以是液壓致動(dòng)的、電致動(dòng)的或者它們的某種組合。車輪制動(dòng)器144可以是制動(dòng)系統(tǒng)150的一部分。制動(dòng)系統(tǒng)150可包括用于操作車輪制動(dòng)器144的其它組件。為簡單起見，附圖描繪了制動(dòng)系統(tǒng)150與車輪制動(dòng)器144中的一個(gè)之間的單一連接。制動(dòng)系統(tǒng)150和其它車輪制動(dòng)器144之間的連接被隱含。制動(dòng)系統(tǒng)連接可以是液壓的和/或電氣的。制動(dòng)系統(tǒng)150可包括控制器，以監(jiān)測和協(xié)調(diào)車輪制動(dòng)144的操作。制動(dòng)系統(tǒng)150可監(jiān)測制動(dòng)組件并控制車輪制動(dòng)器144以使車輛減速。制動(dòng)系統(tǒng)150可對(duì)駕駛員命令做出響應(yīng)，并且還可自主運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)諸如穩(wěn)定性控制的功能。當(dāng)被另一控制器或子功能請(qǐng)求時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)150的控制器可實(shí)現(xiàn)施加被請(qǐng)求的制動(dòng)力的方法。

車輛112中的電子模塊可經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)車輛網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。車輛網(wǎng)絡(luò)可包括用于通信的多個(gè)信道。車輛網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)信道可以是諸如控制器局域網(wǎng)(can)的串行總線。車輛網(wǎng)絡(luò)的信道中的一個(gè)可包括由電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(ieee)802標(biāo)準(zhǔn)族定義的以太網(wǎng)。車輛網(wǎng)絡(luò)的其它信道可包括模塊之間的離散連接，并可包括來自輔助電池130的電力信號(hào)。不同的信號(hào)可通過車輛網(wǎng)絡(luò)的不同信道進(jìn)行傳輸。例如，視頻信號(hào)可通過高速信道(例如，以太網(wǎng))進(jìn)行傳輸，而控制信號(hào)可通過can或離散信號(hào)進(jìn)行傳輸。車輛網(wǎng)絡(luò)可包括協(xié)助在模塊之間傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的任何硬件組件和軟件組件。車輛網(wǎng)絡(luò)沒有在圖1中示出，但是可隱含車輛網(wǎng)絡(luò)可連接至在車輛112中存在的任何電子模塊?？纱嬖谲囕v系統(tǒng)控制器(vcs)148來協(xié)調(diào)各個(gè)組件的操作。

牽引電池124可根據(jù)各種化學(xué)配方被構(gòu)造。典型的電池組化學(xué)成分可以是鉛酸、鎳金屬氫化物(nimh)或鋰離子。圖2示出了n個(gè)電池單元202的簡單串聯(lián)構(gòu)造的典型的牽引電池組124。然而，其它電池組124可由串聯(lián)連接或并聯(lián)連接或者它們的某種組合連接的任意數(shù)量的單獨(dú)的電池單元組成。電池管理系統(tǒng)可具有監(jiān)測并控制牽引電池124的性能的一個(gè)或更多個(gè)控制器(諸如，電池能量控制模塊(becm)206)。電池組124可包括用于測量多個(gè)電池組水平特性的傳感器。電池組124可包括一個(gè)或更多個(gè)電池組電流測量傳感器208、電池組電壓測量傳感器210和電池組溫度測量傳感器212。becm206可包括用于與電池組電流測量傳感器208、電池組電壓測量傳感器210和電池組溫度測量傳感器212接口連接的電路。becm206可具有非易失性存儲(chǔ)器，使得數(shù)據(jù)可在becm206處于關(guān)閉狀況時(shí)被保存。保存的數(shù)據(jù)可在下一開火開關(guān)周期時(shí)被使用。

除了測量和監(jiān)測電池組水平特性之外，還可測量和監(jiān)測電池單元202的水平特性。例如，可測量每個(gè)電池單元202的端電壓、電流和溫度。系統(tǒng)可使用一個(gè)或更多個(gè)傳感器模塊204來測量電池單元202的特性。取決于容量，傳感器模塊204可測量一個(gè)或多個(gè)電池單元202的特性。電池組124可利用多達(dá)nc個(gè)傳感器模塊204來測量所有電池單元202的特性。每個(gè)傳感器模塊204可將測量結(jié)果傳輸至becm206以進(jìn)行進(jìn)一步的處理和協(xié)調(diào)。傳感器模塊204可將模擬形式或數(shù)字形式的信號(hào)傳輸至becm206。在一些配置中，傳感器模塊204的功能可被整合到becm206內(nèi)部。即，傳感器模塊204的硬件可被集成為becm206中的電路的一部分，并且becm206可負(fù)責(zé)對(duì)原始信號(hào)的處理。becm206還可包括與一個(gè)或更多個(gè)接觸器142接口連接的電路，以斷開或閉合接觸器142。

becm206可包括與電流測量傳感器208接口連接的電路。becm可包括被配置為將模擬電壓輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字值以進(jìn)行處理的一個(gè)或更多個(gè)模數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換器。為了運(yùn)行，a/d轉(zhuǎn)換器被提供參考電壓。a/d轉(zhuǎn)換器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為基于參考電壓的數(shù)字值。例如，大于或等于參考電壓的輸入電壓將產(chǎn)生最大數(shù)字值。大小為零的輸入電壓將產(chǎn)生大小為零的最小數(shù)字值。處于參考電壓和接地參考之間的輸入電壓產(chǎn)生基于輸入電壓與參考電壓的比值的數(shù)字值。

一些傳感器可能需要電壓參考信號(hào)以正確運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，電流測量傳感器208可能需要由becm206提供的電壓參考。在將電壓參考信號(hào)路由至控制器外部的應(yīng)用中，可使用跟蹤調(diào)節(jié)器。一種這樣的跟蹤調(diào)節(jié)器的示例是安森美半導(dǎo)體(onsemiconductor)生產(chǎn)的ncv8184pdr。在其它配置中，跟蹤調(diào)節(jié)器可由離散的組件構(gòu)成。跟蹤調(diào)節(jié)器提供緊密跟蹤參考電壓輸入的電壓輸出。跟蹤調(diào)節(jié)器的額外功能是緩沖電壓，使得輸出上的狀況不影響電壓輸入。其結(jié)果是，控制器上的電源不被跟蹤調(diào)節(jié)器電壓輸出處存在的狀況影響。跟蹤調(diào)節(jié)器通常是集成電路(ic)。跟蹤調(diào)節(jié)器可包括限制流向輸出的電流量的電流限制功能。

在一些情況下，跟蹤調(diào)節(jié)器電壓輸出可能不跟蹤電壓輸入。例如，跟蹤調(diào)節(jié)器電壓輸出的對(duì)地短路狀況可導(dǎo)致輸入電壓和輸出電壓不同。此外，對(duì)地短路狀況可導(dǎo)致跟蹤調(diào)節(jié)器內(nèi)的相對(duì)大的電流汲取(currentdraw)。盡管電流可被限制并且電壓輸入可保持不受影響，但是電流汲取必須由跟蹤調(diào)節(jié)器來耗散。長期的對(duì)地短路狀況可導(dǎo)致跟蹤調(diào)節(jié)器的過溫度狀況。跟蹤調(diào)節(jié)器可包括熱關(guān)斷功能，但是長期的短路狀況可導(dǎo)致振蕩，在振蕩中，跟蹤調(diào)節(jié)器的電壓輸出由于溫度隨著開/關(guān)循環(huán)波動(dòng)而被啟用和禁用。

圖3描繪了用于改進(jìn)對(duì)跟蹤調(diào)節(jié)器300的短路響應(yīng)的可行的電路布置。跟蹤調(diào)節(jié)器300可具有用于接收電源或輸入電壓304的輸入電壓端口332以及用于接收參考電壓306的參考電壓輸入端口334。跟蹤調(diào)節(jié)器300可具有用于提供調(diào)節(jié)的電壓輸出310的電壓輸出端口336。調(diào)節(jié)的電壓輸出310可被提供至其他裝置(例如，電流測量傳感器208)。可參照ic類型的跟蹤調(diào)節(jié)器使用術(shù)語“端口”，但是術(shù)語“端口”意在識(shí)別跟蹤調(diào)節(jié)器電路或功能的輸入和輸出，而不論配置如何。

跟蹤調(diào)節(jié)器300可通過調(diào)節(jié)施加至輸入電壓端口332的輸入電壓304而進(jìn)行操作，以實(shí)現(xiàn)施加至參考電壓輸入端口334的參考電壓306的水平。跟蹤調(diào)節(jié)器包括電連接在輸入電壓端口332和電壓輸出端口336之間的開關(guān)和/或開關(guān)元件350。開關(guān)元件350通常被配置為使得當(dāng)開關(guān)元件350閉合時(shí)在開關(guān)元件350的兩個(gè)連接點(diǎn)之間形成低阻抗路徑。開關(guān)元件350可以是固態(tài)晶體管器件(例如，雙極型晶體管(bpt)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)晶體管)，并且可以是ic的一部分。輸入電壓304可具有大于參考電壓306的幅值。電壓輸出336處的電壓可由開關(guān)控制電路352來控制。開關(guān)控制電路352可基于電壓輸出端口336處的電壓和參考電壓輸入端口334處的電壓之間的差來控制開關(guān)元件350的斷開和閉合。開關(guān)控制電路352被配置為使得參考電壓輸入端口334通過高阻抗與電壓輸入端口332和電壓輸出端口336分離。參考控制電阻器328可位于參考電壓306和參考電壓輸入端口334之間的電路內(nèi)。參考控制電阻器328可允許參考電壓輸入端口334處的電壓與參考電壓306不同，并且當(dāng)電路保護(hù)激活時(shí)限制由參考電壓306引起的電流。

開關(guān)元件350選擇性地將輸入電壓304連接至跟蹤調(diào)節(jié)器電壓輸出310?？稍诟櫿{(diào)節(jié)器300內(nèi)的開關(guān)控制電路352中使用施加至參考電壓輸入端口334的參考電壓306，以控制開關(guān)元件350的操作，從而將跟蹤調(diào)節(jié)器電壓輸出310保持在參考電壓306的水平。當(dāng)參考電壓306高于預(yù)定電壓時(shí)，跟蹤調(diào)節(jié)器電壓輸出310被啟用。當(dāng)參考電壓306低于所述預(yù)定電壓時(shí)，跟蹤調(diào)節(jié)器電壓輸出310可被禁用。即，電壓輸入304與跟蹤調(diào)節(jié)器電壓輸出310斷開連接(例如，開關(guān)元件350處于非導(dǎo)通狀態(tài)或斷開狀態(tài))。平滑電容器326可電連接在輸出端口336和接地參考之間。平滑電容器326可用于對(duì)輸出端口336處的開關(guān)電壓信號(hào)進(jìn)行濾波。

可施加開/關(guān)控制信號(hào)308，以啟用和禁用跟蹤調(diào)節(jié)器300?？纱嬖陉P(guān)斷電路302，以使得參考電壓輸入端口334處的電壓響應(yīng)于開/關(guān)控制信號(hào)308而為零。開/關(guān)控制信號(hào)308可以是微處理器的輸出，并且根據(jù)程序控制允許跟蹤調(diào)節(jié)器300被激活和停用。

監(jiān)測信號(hào)330可電連接至電壓輸出端口336，以向微處理器提供反饋。控制器可包括用于對(duì)監(jiān)測信號(hào)330進(jìn)行濾波和縮放的電路?？刂破鞯奈⑻幚砥骺杀慌渲脼檩斎氡O(jiān)測信號(hào)330并且利用該值以用于診斷功能。

為了提升包括這種跟蹤調(diào)節(jié)器300的控制器(例如，becm206)的短路能力，可期望檢測跟蹤調(diào)節(jié)器300的短路電壓輸出并且作為響應(yīng)而修改參考電壓輸入端口334處的信號(hào)。當(dāng)檢測到跟蹤調(diào)節(jié)器的電壓輸出端口336的對(duì)地短路時(shí)，可有效地關(guān)閉跟蹤調(diào)節(jié)器300以防止過熱。通過降低參考電壓輸入端口334處的電壓，電壓輸出端口336處的電壓通過跟蹤調(diào)節(jié)器300的操作被降低，這減小了流過跟蹤調(diào)節(jié)器300的電流。

可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)電路312以在短路狀況期間保護(hù)跟蹤調(diào)節(jié)器300。短路保護(hù)電路312可被配置為離散組件。短路保護(hù)電路312還可作為同一ic的一部分被集成到跟蹤調(diào)節(jié)器300中。短路保護(hù)電路312可包括電連接在跟蹤調(diào)節(jié)器300的電壓輸出端口336和跟蹤調(diào)節(jié)器300的參考電壓輸入端口334之間的開關(guān)器件314。開關(guān)器件314在圖3的示例中被示出為npn晶體管。然而，開關(guān)器件314可以是任意類型的固態(tài)開關(guān)器件(諸如，場效應(yīng)晶體管(fet)或pnp晶體管)。不論使用的開關(guān)器件314的類型如何，操作的一般原理保持不變。響應(yīng)于電壓輸出端口處的對(duì)地短路，開關(guān)器件314可被控制以將參考電壓輸入端口334電連接至電壓輸出端口336。通過將參考電壓輸入端口334連接至對(duì)地短路的電壓輸出端口336，跟蹤調(diào)節(jié)器隨著參考電壓變?yōu)榱愣挥行У仃P(guān)斷。

可參照將npn晶體管作為開關(guān)器件314來解釋電路的操作。npn晶體管314的發(fā)射極可電連接至跟蹤調(diào)節(jié)器300的電壓輸出端口336。npn晶體管314的集電極可電連接至跟蹤調(diào)節(jié)器300的參考電壓輸入端口334。由第一電阻器316和第二電阻器318組成的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)可連接在電壓源324和電壓輸出端口336之間。npn晶體管314的基極可通過第一電阻器316連接至電壓源324。電壓源324可以是大約等于參考電壓306的電壓水平。在一些配置中，電壓源324可具有大于參考電壓306的幅值或電壓水平。npn晶體管314的基極可通過第二電阻器318電連接至電壓輸出端口336。分壓器網(wǎng)絡(luò)可基于電壓源324和電壓輸出端口336之間的電壓差向npn晶體管314提供偏置電壓。

控制器可被配置為：防止npn晶體管314在特定狀況期間出現(xiàn)反向過電壓發(fā)射極到基極的負(fù)荷(stress)?？刂破骺杀慌渲脼椋悍乐归_關(guān)器件314在電壓輸出端口336處的過電壓狀況期間被導(dǎo)通。當(dāng)電壓輸出端口336處的電壓大于參考電壓306時(shí)，會(huì)出現(xiàn)過電壓狀況。npn晶體管314的基極可通過二極管320電連接至輸出端口336?？砂ǘO管320，以在輸出端口336對(duì)電池或其它供應(yīng)電壓短路時(shí)向npn晶體管314提供保護(hù)。這種配置防止反向的基極到發(fā)射極電壓超過npn晶體管314的最大反向電壓耐受能力(例如，大約5伏特)。在電壓輸出端口336處的過電壓狀況下，二極管320正向?qū)?，并且將基極到集電極的反向電壓限制為導(dǎo)通二極管的電壓降(大約0.7伏特)。

控制器還可被配置為：確保開關(guān)器件314在緊接著控制器上電之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)不被激活。在示例配置中，npn晶體管314的基極還可通過啟動(dòng)電容器322連接至接地參考。啟動(dòng)電容器322通過減慢npn晶體管314的基極處的電壓的上升時(shí)間來防止npn晶體管314在上電時(shí)立即導(dǎo)通。由啟動(dòng)電容器322和第一電阻器316限定的時(shí)間常數(shù)可被選擇為大于跟蹤調(diào)節(jié)器300的啟動(dòng)時(shí)間。

圖4描繪了輸出端口336未短路情況下的正常操作狀況。例如，5伏特的電壓被選擇作為參考電壓306。跟蹤調(diào)節(jié)器300運(yùn)行以在輸出端口336處提供5伏特的電壓。此外，電壓源324的電壓被選擇為處于5伏特的電壓水平。在這種狀態(tài)下，基極到發(fā)射極的電壓為零。因?yàn)閚pn晶體管314的發(fā)射極處的電壓為5伏特并且基極處的電壓為5伏特，所以觀察到了這種狀態(tài)。在這種狀況下，在第一電阻器316或者第二電阻器318中沒有電流流過。由于基極到發(fā)射極的電壓為零，所以npn晶體管314處于截止?fàn)顟B(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài)。即，電流將不會(huì)在集電極和發(fā)射極之間流動(dòng)。在集電極和發(fā)射極之間流動(dòng)的電流為零。由于在該狀況下沒有電流流過短路保護(hù)電路312，所以參考控制電阻器的電壓降340(例如，參考控制電阻器328兩端的電壓降)大約為零。注意，與參考電壓輸入端口334關(guān)聯(lián)的跟蹤調(diào)節(jié)器300內(nèi)的阻抗值是大的值，以使電流汲取最小化。

圖5描繪了輸出端口336對(duì)地短路的狀況。進(jìn)行與圖4相同的電壓選擇。然而，由于輸出端口336對(duì)地短路，所以預(yù)期輸出端口336處的電壓為零。在這種情況下，跟蹤調(diào)節(jié)器300可處于電流限制模式。在這種狀況下，基極到發(fā)射極的電壓由電壓源324和分壓器限定，分壓器由第一電阻器316和第二電阻器318形成。在這種情況下，基極到發(fā)射極的電壓可以是5v和r2/(r2+r1)的乘積。第一電阻器316和第二電阻器318可被選擇為使得在短路狀況下基極到發(fā)射極的電壓足以使npn晶體管314處于導(dǎo)通狀態(tài)。即，電流可在集電極和發(fā)射極之間流動(dòng)。在這種狀態(tài)下，電流將流過npn晶體管314。電流可由參考電壓和參考控制電阻器328限定(例如，i＝5/r3)。在這種情況下，參考控制電阻器的電壓降344大約為5伏特。參考電壓輸入端口334處的電壓大約為零。在這種情況下，輸出端口336處的短路通過調(diào)節(jié)參考電壓輸入端口334處的電壓而有效地關(guān)斷跟蹤調(diào)節(jié)器300。

注意，可使用不同的電壓值。短路保護(hù)電路312還可防止當(dāng)對(duì)與接地不同的電壓短路時(shí)的問題?？蛇M(jìn)行類似的分析。流過npn晶體管314的電流可取決于參考電壓306和短路的電壓值之間的差。

在一些配置中，一旦發(fā)生短路狀況并且參考電壓輸入端口334連接至電壓輸出端口336，則該狀況可被鎖存。例如，可包括鎖存電路，以響應(yīng)于短路保護(hù)的激活而將參考電壓輸入端口334保持為接地。鎖存電路可防止電壓輸出端口336處的電壓由于間歇性的對(duì)地短路狀況而在高值和低值之間切換。

注意，盡管呈現(xiàn)的示例為混合動(dòng)力車輛中的電池控制器(例如，becm206)的應(yīng)用，但呈現(xiàn)的短路保護(hù)電路也可應(yīng)用于具有利用跟蹤調(diào)節(jié)器的任何控制器的任何類型的車輛。例如，短路保護(hù)電路可被用于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制器、車身控制器、加熱/通風(fēng)/空調(diào)(havc)控制器和制動(dòng)系統(tǒng)控制器。

在此公開的處理、方法或算法可被傳送到處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)，或者通過所述處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，其中，所述處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)可包括任何現(xiàn)有的可編程電子控制單元或?qū)Ｓ秒娮涌刂茊卧?。類似地，所述處理、方法或算法可以多種形式被存儲(chǔ)為可由控制器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的數(shù)據(jù)或指令，其中，所述多種形式包括但不限于信息被永久存儲(chǔ)在不可寫的存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如，rom裝置)上以及信息被可變地存儲(chǔ)在可寫的存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如，軟盤、磁帶、cd、ram裝置以及其它磁介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì))上。所述處理、方法或算法還可被實(shí)現(xiàn)為軟件可執(zhí)行對(duì)象。可選地，可使用合適的硬件組件(諸如，專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、狀態(tài)機(jī)、控制器或其它硬件組件或裝置)或者硬件組件、軟件組件和固件組件的組合來整體或部分地實(shí)現(xiàn)所述處理、方法或算法。

雖然以上描述了示例性實(shí)施例，但是這些實(shí)施例并不意在描述權(quán)利要求所涵蓋的所有可能形式。說明書中所使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，并且應(yīng)理解的是，可在不脫離本公開的精神和范圍的情況下做出各種改變。如前所述，可將各個(gè)實(shí)施例的特征進(jìn)行組合以形成本發(fā)明的可能未被明確描述或示出的進(jìn)一步的實(shí)施例。盡管針對(duì)一個(gè)或更多個(gè)期望特性，各個(gè)實(shí)施例可能已經(jīng)被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，一個(gè)或更多個(gè)特征或特性可被折衷以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性，期望的整體系統(tǒng)屬性取決于具體的應(yīng)用和實(shí)施方式。這些屬性可包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐用性、生命周期成本、市場性、外觀、包裝、尺寸、可維護(hù)性、重量、可制造性、裝配的容易性等。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式的實(shí)施例并非在本公開的范圍之外，并且可被期望用于特定的應(yīng)用。