原创 输出电路保护策略2

前面写过一篇文章，《输出电路保护策略1》这里需要补充一下：

智能功率开关内部都包含了3种不同模式的保护，包括电流限制保护、保护功率限制保护和芯片热保护三种。

短路保护图形分析：

(1)电流限制保护：在硬电路阶段，当在负载电阻非常小的时候，整个电流非常大，内部的检测电流的电路发现这种状态以后，启动了限流电路以限定的最大电流IlimH输出，此时的温度逐渐上升，这也被称为硬短路保护。

(2)功率限制保护：当以最大的限制电流IlimH输出的时候，功率开关的结温会迅速上升，当结温上升至TR的时候，内部开启功率限制保护，此时的输出电压是时断时续的，整个输出电流可以等效为IlimH的脉宽调制；当然此时的等效功率还是要超过其散热功耗，因此开关的温度会继续上升。

(3)热保护：当智能功率开关内部温度上升到TSD的时候，开关进入热保护状态。此时开关立即关断，等待自然冷却；当开关管的温度降至TRS的时候，开关管重新开启，并且以限制电流IlimL的输出，直至温度再次上升至TSD。这种状态会持续下去，直到模块检测到状态。

需要注意的是，一般TSD是它的保护温度，一般数值的范围是150～200℃；TR是开关恢复正常工作的温度，在这个状态下，开关会按照正常的状态工作，它的数值为135℃；TRS是热保护的结束温度，降到这个温度以下，开关重新输出低限制电流IlimL，它比TR大1～5℃起到了一个滞环的作用。IlimH是高限制电流，通常和低限制电流IlimL相差2.5倍以上，它出现在开关的温度较低的时候，一旦超过了TR，IlimH是不允许输出的。

当模块发生硬短路的时候，模块会经历电流限制保护和功率限制保护状态，最后停留在热保护状态。当模块发生软短路的时候，温度会缓慢上升，首先尽力功率限制保护状态，如果温度上升则进入热保护状态。因此整个开关管不停在TSD和TRS之间关断和导通，如果不采取一定的措施而任由这种情况发生的时候，驱动芯片将处在一个很快的寿命折损状态。

对于输出的诊断策略而言，真正的短路是以热保护的形式表现出来的，我们判断在一定时间内（50ms～100ms）不断发现芯片在热保护状态，在这里可以使用单位时间内计算热保护脉冲输出的次数的方式进行判断。如果判断超过了一定阈值，则认为芯片发生了软短路或者硬短路，需要进行保护可通过单片机实现软件断开智能功率开关。接下来的核心问题就是，单片机已经通过诊断进入了输出的错误状态；模块会通过通信总线向显示设备输出故障报警的信号，通过它驾驶人员可以受到提醒去维修处理故障。接下来考虑的核心问题是如何从错误的状态返回至正常状态，并且评估这样的短路对于电子模块的驱动是否会产生破坏。