[發明專利]一種高精度電流監測電路

有效

• 申請號: 202010424547.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111458554B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 李晴平;曹天霖
• 申請（專利權）人: 杭州洪芯微電子科技有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R1/30
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明實現了一種寬范圍、高精度電流監測電路，通過引入帶誤差放大器AMP反饋電路，調節D點和E點的電壓相等，再通過N1和N2的電流鏡像關系使得B點和C點電壓相等，經過兩路反饋實現最終的高精度電流監測。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，具體涉及一種寬范圍高精度的電流監測電路。

背景技術

針對一個高壓型電流型負載，要監測負載上電流的電路設計,拿APD(光電二極管)來舉例：APD(光電二極管)為一個主動電流負載，流過其上的實際電流為IAPD，要監測其上流過的電流，監測電流為IMOUT。傳統的含Current-mirror(鏡像電流源)的電流檢測電路無反饋環節，無法實現寬范圍內的高精度檢測，使得IMOUT＝IAPD。

發明內容

為了更精準的監測電流，本發明提供一種可實現寬范圍內的高精度電流監測電路。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現：

一種高精度的電流監測電路，包括傳統電流監測電路和和誤差放大器AMP反饋電路。

所述傳統電流監測電路包括PMOS管P1-P10，NMOS管N1、N2，齊納二極管ZENER、電阻R2。P5源極、P6源極、P9源極、ZENER陰極、R2上端，5個器件相連并接于電源BIAS。P5柵極、P6柵極、P9柵極、P8源極、P4源極、R2下端相連形成節點A，P5漏極、P3源極、P4柵極相連形成節點B，P6漏極、P8柵極、P7源極相連形成節點C，P7柵極、P8漏極、P10柵極、N2漏極相連形成節點E，N1柵極、N2柵極相連形成節點F，P9漏極、P10源極相連形成節點G，P4漏極、N1漏極、N1柵極相連，N1源極、N2源極、P2源極相連，P2漏極、P2柵極、P1源極相連，P1漏接和R1下端接GND，P1柵極、R1上端、ZENER陽極相連，P3柵極為節點D外接誤差放大器AMP，P3漏極為IAPD，P7漏極為IMOUT。

所述誤差放大器AMP反饋電路包括誤差放大器AMP和電阻R3、電阻R4。電阻R3的上端接所述傳統電流監測電路P10的漏極，形成節點H，電阻R3下端、電阻R4上端、誤差放大器AMP正向輸入端相連，形成電壓反饋點VSAMPLE，誤差放大器AMP反向輸入端接基準電壓V1P23，誤差放大器AMP輸出與P3柵極相連形成節點D。

本發明的工作原理：一種高精度電流監測電路跟傳統的mirror結構相比多出兩個反饋。通過誤差放大器AMP反饋電路，調節D點和E點的電壓相等，再通過N1和N2的mirror電流鏡像關系，使得B點和C點電壓相等，經過兩路反饋實現最終的高精度電流監測。即電路通過將IAPD的電流反饋到A點，A點再反饋到D點，同時N1和N2的mirror反饋到E點和F點，E點和F點反饋到B點和C點，D點再反饋到B點，最終使得B點和C點電壓一致。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

1.相比傳統的電流監測電路多出兩個反饋，監測精度大幅提高。

2.本發明所采用的誤差放大器AMP通過在傳統誤差放大器AMP的基礎上添加P11～P14，可以一定程度上降低增益，無需補償，同時也利用P11～P14的二極管接法避免了P8和P9使用高壓管，節省面積。

3.本發明的一種高精度電流監測電路可實現高壓隔離：通過zener管的穩定壓降，常在7V左右，將除了P1，P3和P7外的MOS管(不包含誤差放大器AMP內部MOS管)都強制工作在電勢差為zener的穩壓壓降的低壓范圍內。

附圖說明

圖1是本發明一種高精度電流監測電路的電路示意圖

圖2是本發明一種高精度電流監測電路的誤差放大器AMP的電路示意圖

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的實施例作進一步詳細的描述。

實施例1