[實用新型]一種高速電流檢測電路

無效

• 申請號: 200920250062.2
• 申請日: 2009-11-09
• 公開（公告）號: CN201527444U
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 呂英杰;戴宇杰;張小興;林鵬程
• 申請（專利權）人: 天津南大強芯半導體芯片設計有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域：

本實用新型涉及一種電流檢測電路，尤其是一種高速電流檢測電路。

(二)背景技術：

在電流檢測系統中，一般都是通過檢測鏡像輸出功率管電流的方式來實現，為了提高鏡像精度，需要對功率管漏端電壓進行跟隨，較典型的是通過NPN與PNP的PN結電壓來跟隨，這種方式跟隨速度快、誤差較小，但受工藝限制，必須使用帶有NPN與PNP的工藝，且三極管的base電流會有一定的影響；另一種是通過NMOS管與PMOS管的柵源電壓來跟隨，這種方式由于NMOS與PMOS的閾值電壓不同，且二者隨溫度、工藝變化很大，獲得的鏡像精度很差。

(三)實用新型內容：

本實用新型的目的在于設計一種高速電流檢測電路，它可以克服現有技術的不足，檢測電流的精度高、鏡像精度高、速度快。

本實用新型的技術方案：一種高速電流檢測電路，包括輸出功率管的驅動信號DRVP端子、輸出功率管漏端電壓LX端子、電源電壓VDD端子、基準電壓VREF端子和電流檢測輸出OUT端子，其特征在于它是由控制開關單元、電流鏡像單元、電壓跟隨單元、電流-電壓轉換單元和比較器單元組成；其中，所說的控制開關單元的輸入端分別連接輸出功率管的驅動信號DRVP端子、輸出功率管漏端電壓LX端子和電源電壓VDD端子，其輸出端連接電流鏡像單元的輸入端和電壓跟隨單元的輸入端；所說的電流鏡像單元的輸入端連接電源電壓VDD端子，其輸出端連接電壓跟隨單元的輸入端；所說的電壓跟隨單元的輸出端連接電流-電壓轉換單元的輸入端和比較器單元的輸入端；所說的電流-電壓轉換單元的輸出端接地；所說的比較器單元的輸入端連接基準電壓VREF端子，其輸出端輸出電流檢測信號。

上述所說的控制開關單元是由反相器INV、開關切換管M1和開關切換管M2組成；其中所說的反相器INV的輸入端連接輸出功率管的驅動信號DRVP端子，其輸出端連接開關切換管M2的柵極；所說的開關切換管M1的柵極連接輸出功率管的驅動信號DRVP端子和電流鏡像單元的輸入端，源極連接輸出功率管漏端電壓LX端子，其漏極與開關切換管M2的漏極連接，并共同連接電壓跟隨單元的輸入端；所說的開關切換管M2的源極連接電源電壓VDD端子。

上述所說的電流鏡像單元是由鏡像檢測管M3和電流源I1組成，其中所說的鏡像檢測管M3的柵極連接輸出功率管的驅動信號DRVP端子和開關切換管M1的柵極；其源極連接電源電壓VDD端子，漏極則連接電壓跟隨單元的輸入端；所說的電流源I1串接在鏡像檢測管M3的源極與漏極之間。

上述所說的電壓跟隨單元是由放大器AMP和電壓檢測管M4組成；其中所說的放大器AMP的負向輸入端連接電流鏡像單元中鏡像檢測管M3的漏極、電流源I1的輸出端和電壓檢測管M4的源極，其正向輸入端連接控制開關單元中開關切換管M1的漏極和開關切換管M2的漏極，其輸出端連接電壓檢測管M4的柵極；所說的電壓檢測管M4的源極連接放大器AMP的負向輸入端、鏡像檢測管M3的漏極和電流源I1的輸出端，漏極則與電流-電壓轉換單元的輸入端連接。

上述所說的電流-電壓轉換單元是由電阻R1組成，其一端連接電壓跟隨單元中電壓檢測管M4的漏極和比較器單元的輸入端，另一端接地；所說的比較器單元由比較器COMP構成，它的負向輸入端與電壓跟隨單元中電壓檢測管M4的漏極和電流-電壓轉換單元中電阻R1的非接地端，正向輸入端與基準電壓VREF端子連接，其輸出端輸出電流檢測信號。

上述所說的開關切換管M1、開關切換管M2、鏡像檢測管M3和電壓檢測管M4是絕緣柵雙極晶體管。

本實用新型的工作原理：本實用新型通過對檢測管電流的監視，來實現對輸出功率管電流的檢測。檢測管寬長比：輸出功率管寬長比＝1∶n，采用較大的比值n來實現低功耗；通過AMP驅動PMOS管，使檢測管漏端電壓跟隨功率管漏端電壓，以提高檢測管的鏡像精度；通過開關控制跟隨電壓，使其在功率管導通時跟隨功率管漏端電壓，在功率管截止時改為跟隨電源電壓，另外，需要提供一條小電流，在功率管截止時跟隨電路仍能正常動作。這是因為，在功率管關斷時，其漏端電壓急速降低為零伏以下，檢測管漏端沒有必要下降。下一周期到來時，功率管漏端電壓又會急升為高電平，然后開始逐步降低，因此，在功率管關斷時，將檢測管漏端抬高到電源電壓附近，有利于快速進入下一周期的動作。