PTC 系统中的负载电流监测电路会测量来自负载的电流，因此模块可以对短路故障做出快速响应，以保护元件和整个系统。

如果设计人员选择了没有集成过流保护功能的开关驱动器、没有集成比较器的 MCU 或没有专用使能引脚的开关驱动器，图 3-17 显示了常用算法的方框图。

分流电阻器放置在 PTC 负载下方。差分运算放大器测量由负载电流在分流电阻器上产生的差分电压。适用于这种应用的差分运算放大器应具有高速、低噪声、低失调电压和符合增益要求的带宽，例如 OPA607-Q1。该器件具有 24V/μs 的适当压摆率和 900μA 的低典型静态电流，并且成本较低。电压跟随器充当运算放大器的基准电压源。在这种情况下，电源可用作基准电压。TLV9001-Q1 具有单位增益稳定性，因此可用作电压跟随器。

设计人员可以考虑使用 MCU 的 ADC 来监控运算放大器输出。这样可以降低成本和节省布板空间，但这并不是检测 PTC 负载中短路电流和过流的最快方法。为了加快检测速度，每个差分运算放大器可以输出到两个比较器，其中一个是反向比较器。反向比较器可在相反的方向实现分流电流检测。当 PTC 负载桥臂上发生过流或短路事件时，相应的比较器会检测到该事件并相应地改变其输出状态。设计人员必须选择响应时间足够快的比较器，以便能在所需的时间内检测到过流或短路故障。比较器的功耗与其速度有关，因此设计人员必须考虑该元件的速度功率比，以确保其功耗满足给定应用的要求。为了帮助以低成本降低这种风险，可以使用具有良好速度功率比的比较器，如 LM393LV-Q1（每通道 25uA）。该器件具有 600ns 的传播延迟。如果需要更低的速度功率比和传播延迟，并且可以接受更高的元件成本，TLV9022-Q1 是一个不错的替代方案。该器件具有每通道 15uA 的功耗和 100ns 的短传播延迟。

比较器的输出可以连接到触发器的时钟输入，以锁存过流信号。预设、电源和数据输入都可以连接高电平，而触发器的复位信号将由 MCU 提供。对于此应用，触发器只需要一个数据通道。SN74LVC2G74-Q1 是一款适用于这种情况的单通道触发器器件。“适用于 HVAC 压缩机的汽车高电压高功率电机驱动器参考设计”TIDA-01418 中提供了一个实现方法示例。

如果高侧开关驱动器没有使能/禁用输入引脚，则触发器会锁存其输出并禁用 MCU 和开关驱动器之间的八路缓冲器。因此，该缓冲器用作分立式使能引脚。确保该元件具有足够的驱动电流来通过其输入开启开关驱动器。SN74AHC1G125-Q1 是一款适用于该应用的缓冲器。该器件具有 ±8mA 的驱动电流，能够驱动大多数开关驱动器。一旦缓冲器被禁用，开关驱动器输入信号就会被拉低，从而使电源开关断开。

如果高侧开关驱动器具有使能/禁用引脚，则不需要缓冲器，并且可以将触发器输出直接连接到该引脚。如果选择了具有使能引脚的低侧开关驱动器，那么设计人员有几种选择。设计人员可以将触发器的输出连接到低侧开关驱动器的使能引脚，这样在发生过流或短路故障情况时，高侧和低侧开关驱动器都将关断。或者，如果有多个 PTC 负载和各自的并联高侧开关（如图 2-8 所示），设计人员可以为每个低侧开关驱动器从 MCU 分配一个专用的 GPIO 引脚。这样，如果其中一个桥臂出现故障，可以断开该负载，而其他桥臂仍然保持正常供电。但是，这样做的缺点是 MCU 的响应速度通常不够快，难以满足故障保护需求。

如果设计人员选择栅极驱动器来驱动集成过流 (OC) 保护功能的开关，则不仅能够节省 PCB 布板空间，还可能降低总系统成本。以下是具体的算法步骤：

分流电阻器放置在 PTC 负载下方。过流 (OC) 引脚负责测量分流电阻器的电压。与 PTC 负载本身相比，分流电阻器具有低阻抗，并且压降小，功耗极低。由于负载的电阻也会变化，因此通过测量压降来进行过流检测会更加复杂。如果分流电压高于预先确定的阈值，栅极驱动器会安全地拉低 IGBT 栅极并缓慢第关断，以减少瞬态。接着，开关驱动器的故障引脚向 MCU 发送故障信号。检测到故障后，开关驱动器输出会保持低电平，直到向上述开关驱动器的复位引脚发送信号。

同样，集成去饱和保护功能也是一种过流检测方法。去饱和检测引脚 (DESAT) 用于测量 IGBT 的集电极-发射极（漏源）电压。如果该电压高于指定的去饱和阈值电压 (V_DESAT)，则栅极驱动器将安全地关断 IGBT 并将故障信号报告给 MCU。

当故障信号发送到 MCU 时，设计人员可以灵活地选择关闭所有开关驱动器，或仅关闭出现故障的那个桥臂的开关驱动器。这样就无需使用分立式负载监测电路，从而限制元件数量、缩小 PCB 尺寸并简化设计。集成去饱和保护功能的开关驱动器是 UCC57108-Q1，这是一款低侧栅极驱动器，同时具备 4A 的驱动强度。这种方法的缺点是，可能无法节省成本，因为与不带 DESAT 保护功能且与分立式负载电流监测电路配合使用的开关驱动器 IC 相比，集成 DESAT 保护功能的开关驱动器 IC 可能更昂贵。