[發明專利]一種應用于電流傳感器芯片的可配置管腳復用方法和系統

有效

• 申請號: 201710626791.2
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107389994B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 黃海濱;徐飛;魏昊
• 申請（專利權）人: 杭州思泰微電子有限公司
• 主分類號: G01R1/20
• 分類號: G01R1/20;G01R19/25
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 張寧;楊辰

本發明涉及電流傳感器芯片管腳的復用技術領域，具體為一種應用于電流傳感器芯片的可配置管腳復用方法和系統，針對上述不能滿足高速過流指示的問題，本發明提供了一種應用于電流傳感器芯片的可配置管腳復用方法和系統，用戶在使用時能夠實現電流傳感器芯片的管腳復用，其包括電流傳感器芯片，其特征在于，對所述電流傳感器芯片的檢測信號輸出管腳輸出的電壓值在輸出前進行處理，電流傳感器芯片的零電流偏置電壓信號管腳通過上拉電阻連接外部電源或通過電容接地，當流經所述電流傳感器芯片的待測電流超過閾值時，零電流偏置電壓信號管腳輸出的電壓值曲線改變指示特性。

技術領域

本發明涉及電流傳感器芯片管腳的復用技術領域，具體為一種應用于電流傳感器芯片的可配置管腳復用方法和系統。

背景技術

電流傳感器芯片是利用磁傳感器技術，通過感應芯片內部（或外部）通電導體形成的磁場來獲得流經導體上電流信號的幅值及極性的芯片。這種芯片廣泛地應用在工業控制、家電及其它領域。由于設備的體積日益減小，用戶希望在獲得性能良好的電流傳感器芯片的同時，也希望電流傳感器芯片及其周邊電路占用PCB板的面積盡量小。

圖1顯示了一種典型的電流傳感器芯片的管腳定義及應用電路：其中100是電流傳感器芯片；101~104是四個電流管腳，外部待測電流通過它們流入/流出芯片。105是芯片的接地管腳，108是芯片的電源管腳；107是芯片的檢測信號輸出管腳，其輸出管腳電壓隨著流入芯片的電流大小和極性而變化，而106是芯片的零電流偏置電壓信號管腳，其輸出信號與當流入/流出芯片的電流為零的時候107管腳的電壓值相等，即：提供了一個電流測量的基準信號。以上管腳定義和應用電路提供了基本的電流傳感功能。

除了提供基本的電流傳感功能外，在帶有功率半導體器件的應用中，用戶希望能夠在待測電流超過一定范圍后提供過流指示信號，從而能及時關斷半導體器件，避免其在大電流情況下的損壞，典型的功率半導體器件所需的保護響應時間不大于3微秒。

參考圖2，其中200是待測信號輸出模塊，202是待測信號管腳（對應圖1的107管腳），203是零電流偏置電壓信號管腳（對應圖1的106管腳）。圖3是流經芯片待測電流變化時，202管腳和203管腳的信號變化情況，其中直線301是202管腳輸出的電壓信號變化，虛線302是203管腳輸出的電壓信號變化。可見202管腳的電壓隨流經導體的電流極性及大小變化，而203管腳的電壓則不隨流經芯片導體的待測電流變化而變化，其電壓值與在流經芯片導體的電流為零時待測信號管腳（即202管腳）的電壓值相等。圖3中，電流值303與電流值304是上文中提到的需要對功率半導體器件進行保護的電流閾值，而電壓值305和電壓值306則是信號輸出管腳在電流閾值條件下的輸出電壓閾值信號。

由于希望能夠過濾掉不必要的噪聲信號，電流傳感器芯片通常都會在信號輸出端（圖2中的202管腳）之前采用低通濾波器201來保證良好的噪聲特性，但低通濾波器會降低瞬態響應的速度。在通常可以接受的噪聲特性條件下，信號輸出端的瞬態響應速度一般大于5~10微秒。由于過流指示信號也是一種瞬態響應，所以帶有低通濾波器的信號輸出端信號難以滿足提供高速過流指示信號的要求。即現有電流傳感器芯片每個管腳都是只有單一功能，管腳之間不能復用，當用戶需要實現更多功能時，會增加管腳數，從而增加芯片成本以及其在電路板上所占面積。

發明內容

針對上述不能滿足高速過流指示的問題，本發明提供了一種應用于電流傳感器芯片的可配置管腳復用方法和系統，用戶在使用時能夠實現電流傳感器芯片的管腳復用。

其技術方案是這樣的：一種應用于電流傳感器芯片的可配置管腳復用方法，其包括電流傳感器芯片，其特征在于，對所述電流傳感器芯片的檢測信號輸出管腳輸出的電壓值在輸出前進行處理，電流傳感器芯片的零電流偏置電壓信號管腳通過上拉電阻連接外部電源或通過電容接地，當流經所述電流傳感器芯片的待測電流超過閾值時，零電流偏置電壓信號管腳輸出的電壓值曲線改變指示特性。