[發明專利]電流測量電路

有效

• 申請號: 201410424334.1
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104422810B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 史蒂文·埃爾茲
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R19/25
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 呂雁葭

1.一種電流測量電路，用于提供對第一端子和第二端子之間的電流加以表示的電流信號，所述電流測量電路包括：

主晶體管，具有主漏極、主源極和主柵極，其中主漏極和主源極限定了主漏極-源極路徑，主漏極與第一端子相連，主源極與第二端子相連，并且主柵極與第一控制端子相連；

感測晶體管，具有感測漏極、感測源極和感測柵極，其中感測漏極和感測源極限定了感測漏極-源極路徑，感測漏極與第一端子相連，并且感測柵極與第一控制端子相連；

旁路開關，具有：

可控導電路徑，在第一端子和第二端子之間與主晶體管的主漏極-源極路徑并聯連接；以及

第二控制端子，用于使能或阻止電流通過可控導電路徑；

輸出放大器，具有：

輸入端，與感測晶體管的感測源極和旁路開關的可控導電路徑兩者相連；以及

輸出端，用于提供電流信號；以及

控制器，配置為根據電流信號來設置第一控制端子的第一控制信號以及第二控制端子的第二控制信號，以便使能電流通過：

主晶體管和感測晶體管的每一個相應漏極-源極路徑；或者

旁路開關的可控導電路徑；

其中控制器配置為：

如果使能電流通過可控導電路徑，則當電流信號大于第二閾值時，設置第一控制信號以便使能電流通過主晶體管和感測晶體管的每一個相應漏極-源極路徑，并且設置第二控制信號以便阻止電流通過旁路開關的可控導電路徑；以及

如果使能電流通過主晶體管和感測晶體管的每一個相應漏極-源極路徑，則當電流信號小于第一閾值時，設置第一控制信號以便阻止電流通過主晶體管和感測晶體管的每一個相應漏極-源極路徑，并且設置第二控制信號以便使能電流通過旁路開關的可控導電路徑。

2.根據權利要求1所述的電流測量電路，其中控制器配置為：

如果使能電流通過主晶體管和感測晶體管的每一個相應漏極-源極路徑，則當電流信號超過第三閾值時，設置第一控制信號以便阻止電流通過主晶體管和感測晶體管的每一個相應漏極-源極路徑，并且設置第二控制信號以便阻止電流通過旁路開關的可控導電路徑。

3.根據權利要求2所述的電流測量電路，其中控制器配置為：在已經超過第三閾值的情況下，響應于用戶輸入或者在預定的時間間隔之后，設置第一控制信號以便使能電流通過旁路開關的可控導電路徑和主晶體管和感測晶體管的每一個相應漏極-源極路徑。

4.根據權利要求1所述的電流測量電路，其中主晶體管的漏極面積至少比感測晶體管的漏極面積大一個數量級，其中感測比定義為主晶體管的漏極面積與感測晶體管的漏極面積之比。

5.根據權利要求4所述的電流測量電路，其中第一閾值近似等于第二閾值除以感測比。

6.根據權利要求1所述的電流測量電路，其中主晶體管和感測晶體管設置在相同的管芯上。

7.根據權利要求6所述的電流測量電路，其中主晶體管和感測晶體管由電流感測晶體管構成。

8.根據權利要求1所述的電流測量電路，包括：感測電阻器，配置為接收流過感測晶體管的漏極-源極路徑的電流或流過旁路開關的電流，并且其中輸出放大器是配置為對感測電阻器兩端的電壓進行放大的電壓放大器。

9.根據權利要求8所述的電流測量電路，其中感測電阻器具有第一連接和第二連接，其中第一連接與旁路開關以及感測晶體管的感測源極相連，并且第二連接與第二端子相連。

10.根據權利要求9所述的電流測量電路，還包括：

具有可控導電路徑的控制開關，可控導電路徑串聯地設置在感測晶體管的感測源極和感測電阻器的第一連接之間；以及

電壓設置電路，配置為根據主晶體管的源極電壓來設置感測晶體管的源極電壓；

其中控制開關包括控制端子，并且電壓設置電路包括差分放大器，所述差分放大器具有與主晶體管的源極相連的反相輸入端、與感測晶體管的源極相連的非反相輸入端以及與控制開關的控制端子相連的輸出端。

11.根據權利要求1所述的電流測量電路，其中輸出放大器是電流放大器。

12.根據權利要求1所述的電流測量電路，其中輸出放大器是單一的模擬放大器。