[發明專利]用于感測電流的方法和裝置

有效

• 申請號: 201780006614.2
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN108474811B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: R·錢德拉塞克蘭;C·卡亞
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

1.一種感測裝置，包含：

第一開關，其具有開關控制輸入并且具有電流傳導路徑，所述電流傳導路徑耦合在電壓輸入和輸出電壓端子之間，所述第一開關被配置用于響應于耦合到所述開關控制輸入的開關控制信號向負載供應電流；

第二開關，其具有耦合在所述電壓輸入和第一節點之間的電流傳導路徑，并且具有耦合到隔離開關控制電路的控制端子；

放大器，其具有耦合到所述第一節點和第二節點的一對差分輸入，并且具有至少一個輸出，所述放大器被配置為響應于在所述差分輸入處的差值而輸出電壓；以及

第一電流源，其耦合在正電源電壓和所述第一節點之間，并且被配置為響應于從所述放大器輸出的電壓而輸出第一電流；

其中，所述第一電流與通過所述第一開關的電流成比例，并且與所述第一開關的導通電阻和所述第二開關的導通電阻的比值成比例。

2.根據權利要求1所述的感測裝置，進一步包含：

第三開關，其耦合在所述輸出電壓端子和所述第二節點之間；以及

第二電流源，其耦合在所述正電源電壓和所述第二節點之間。

3.根據權利要求2所述的感測裝置，其中所述放大器進一步包含第二輸出電壓，并且所述第二電流源響應于所述第二輸出電壓向所述第二節點供應電流。

4.根據權利要求3所述的感測裝置，其中所述第一電流和所述第二電流之間的差值與通過所述第一開關供應的電流成比例。

5.根據權利要求2所述的感測裝置，其中所述第一開關、所述第二開關和所述第三開關每個包含由常用半導體材料形成的場效應晶體管即FET。

6.根據權利要求5所述的感測裝置，其中所述半導體材料包含氮化鎵。

7.根據權利要求5所述的感測裝置，其中所述半導體材料是從主要由硅、碳化硅、砷化鎵、氮化鎵、砷化銦、鍺和硅鍺組成的組中選擇的一種。

8.根據權利要求2所述的感測裝置，其中所述第一開關、所述第二開關和所述第三開關每個包含GaN FET器件。

9.根據權利要求2所述的感測裝置，其中所述第二開關和所述第三開關包含具有相同尺寸的晶體管。

10.根據權利要求1所述的感測裝置，進一步包含：

第二電流源，其耦合在所述第一節點和負電源之間，并且從所述第一節點供應第二電流；

其中所述放大器的所述第二節點耦合到所述輸出電壓端子，并且所述第一電流和所述第二電流之間的差值與通過所述第一開關的所述電流成比例。

11.根據權利要求10所述的感測裝置，其中所述第一電流與通過所述第一開關的電流乘以所述第一開關的導通電阻與所述第二開關的導通電阻的比值成比例。

12.根據權利要求2所述的感測裝置，其中所述第一開關是功率開關，所述第二開關是第一隔離開關，以及所述第三開關是第二隔離開關。

13.一種感測方法，包含：

在輸入電壓端子和輸出電壓端子之間耦合第一開關的電流傳導路徑，用于響應于開關控制電路向所述輸出電壓端子處的負載供應電流；

在所述輸入電壓端子和第一節點之間耦合第二開關的電流傳導路徑，以及在正電壓電源和所述第一節點之間耦合第一電流源，所述第一電流源具有控制輸入；

將放大器耦合到所述第一節點和第二節點，并且將所述放大器的輸出耦合到所述第一電流源的所述控制輸入；

操作所述第一開關以向耦合到所述電壓輸出端子的負載供應電流；

操作所述放大器以控制來自所述第一電流源的第一電流；以及

使用所述第一電流，計算通過所述第一開關的負載電流，其中所述第一電流與通過所述第一開關的所述負載電流成比例，以及與所述第一開關的導通電阻和所述第二開關的導通電阻的比值成比例。