電流測量制造技術

本發(fā)明專利技術提出一種用于測量流經開關的負載電流的方法，其中測量電流被加載所定義的偏移電流，其中所定義的偏移電流在至少兩個時間間隔期間被確定，在此期間開關被接通，其中負載電流基于所定義的偏移電流借助測量電流來確定。還說明一種相應的電路。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

提出一種用于有效并且準確的電流測量的方法和電路。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的任務在于，改進已知的用于電流測量的方案。該任務根據(jù)獨立權利要求的特征來解決。優(yōu)選的實施方式特別是可以從從屬權利要求得知。為了解決該任務，說明一種用于測量流經開關的負載電流的方法，－其中測量電流被加載所定義的偏移電流，－其中所定義的偏移電流在至少兩個時間間隔期間被確定，在此期間開關被接通，－其中負載電流基于所定義的偏移電流借助測量電流來確定。開關在此特別是電子開關，例如包括晶體管（雙極晶體管、MOSFET、IGBT等）。開關也可以包括多個電子開關、例如功率開關和測量開關，其中功率開關和測量開關可以彼此耦合。例如可以的是，功率開關和測量開關被實施為MOSFET并且在此其柵端子和其漏端子相互連接。因此由兩個三極的MOSFET得出四極的開關，該開關具有柵端子、漏端子和兩個源端子，其中在測量開關的源端子上示例性地提供測量電流并且通過功率開關的源端子示例性地給負載供應電流。負載電流在此是任意的電流，該電流從開關沿著耗電器或負載的方向流動。在此提出的方案能夠實現(xiàn)負載電流的靈活并且準確的測量。特別是在此提出的解決方案可以是包括例如在此所提出的開關的多功能電子電路的部分。電路例如可以被實施為例如至少一個芯片上的集成電路。有一種改進方案，即所定義的偏移電流在至少兩個時間間隔期間被確定，其中在所述至少兩個時間間隔期間負載電流不通過測量電流的路徑來引導。測量電流至少暫時地、特別是持久地在開關的接通持續(xù)時間期間被加載所定義的偏移電流。所定義的偏移電流在至少兩個時間間隔期間被確定，在此期間開關被接通并且特別是負載電流不是測量電流的部分。在此應該注意，就這點而言，術語“所定義的偏移電流”對應于例如可以由電流源或（通過電阻元件）借助電壓源來提供的被加入的偏移電流。一種改進方案在于，負載電流基于所定義的偏移電流通過以下方式來確定，即至少在測量電流在至少兩個時間間隔期間沒被確定時從測量電流上減去所定義的偏移電流。也就是說，如果開關被接通并且通過所述至少兩個時間間隔預先給定的時間段恰好沒有被涉及到，則可以一直確定負載電流。換句話說，因此存在在不同時間被實施的兩個用于確定測量電流的測量模式：一次負載電流沒有通過測量電流的路徑來引導（模式I）并且一次負載電流至少按份額地在測量電流中被考慮（模式II）。在模式I中可以確定所定義的偏移電流，在模式II中可以確定負載電流，其中在模式II中事先在模式I中被確定的所定義的偏移電流被考慮用于澄清負載電流。在此特別是有利的是，所定義的偏移電流與確定負載電流時間上接近地來確定。因此可以保證，在負載電流的確定中所定義的偏移電流沒有顯著改變并且因此所確定的負載電流具有高的精度。一種改進方案在于，所定義的偏移電流大于依賴于開關的偏移電流。依賴于開關的偏移電流優(yōu)選地歸因于開關的波動，所述波動例如由制造、溫度和/或老化決定。通過所定義的偏移電流大于依賴于開關的偏移電流可以實現(xiàn)，測量電流與依賴于開關的偏移電流無關地始終是正的。一種改進方案在于，至少兩個時間間隔包括相同持續(xù)時間的多個時間間隔。一種改進方案在于，至少兩個時間間隔包括不同持續(xù)時間的多個時間間隔。一種改進方案在于，至少兩個時間間隔至少部分地規(guī)律地重復。一種改進方案在于，至少兩個時間間隔至少部分地不規(guī)律地重復。一種改進方案在于，附加地將信息加入到所定義的偏移電流中。該信息例如可以是絕對值或時間上改變的值。信息例如也可以以特征曲線、例如所定義的偏移電流的溫度依賴性的形式被編碼。原則上可以使用編碼或調制的每個形式，以便在所定義的偏移電流上加入信息。在電流測量中，因此在至少兩個時間間隔期間除了確定負載電流之外還可以確定或解碼所述信息，其中在所述至少兩個時間間隔期間所定義的偏移電流被確定。一種改進方案在于，附加的信息表示溫度依賴性，使得基于在至少兩個時間間隔期間被確定的所定義的偏移電流可以確定溫度。一種改進方案在于，附加的信息包括運行模式或狀態(tài)，該運行模式或狀態(tài)被疊加在所定義的偏移電流上并且基于在至少兩個時間間隔期間被確定的所定義的偏移電流能夠被解碼。也提出一種用于測量負載電流的電路，具有：－開關，－測量單元，－其中測量單元被設立為，使得-能夠給測量電流加載所定義的偏移電流，-能夠在至少兩個時間間隔期間確定所定義的偏移電流，其中開關在至少兩個時間間隔期間被接通，-能夠基于所定義的偏移電流借助測量電流確定負載電流。測量單元例如是處理單元、控制單元、控制器、例如微控制器或處理器，借助其能夠開關和/或分析不同的電流路徑。特別是測量單元可以包括其他組件、例如比較單元、數(shù)字化單元、電流源或電壓源。也可以設置分立的部件，以便實現(xiàn)測量單元或測量單元的部分。存在多種以在此描述的方式和方法實現(xiàn)測量單元的方案。相同的適用于開關。也可以的是，開關和測量單元或其部分被集成、例如被實施在芯片或至少一個硅薄板（裸晶片）上。一種改進方案在于，開關包括至少一個晶體管、MOSFET、IGBT或其他電子開關。一種改進方案在于，開關包括功率開關和測量開關，兩者耦合，使得通過功率開關能夠連接負載并且通過測量開關能夠探測測量電流。一種改進方案在于，測量單元被設立為，使得在至少兩個時間間隔期間負載電流不通過測量電流的路徑來引導。一種改進方案在于，測量單元被設立為，使得負載電流能夠基于所定義的偏移電流通過以下方式來確定，即至少在測量電流在至少兩個時間間隔期間沒被確定時從測量電流上減去所定義的偏移電流。附圖說明上述的特性、特征和優(yōu)點以及其如何實現(xiàn)的方式和方法結合實施例的下面示意性的描述進一步來闡述，所述實施例結合附圖來詳細解釋。在此，為了清楚，相同或相同作用的元件可以配備相同的附圖標記。其中：圖1示出包括用于電流測量的目標函數(shù)的理想特征曲線的圖示。據(jù)此，（可測量的）測量電流為IIS；圖2示出具有以下區(qū)域的圖示，在該區(qū)域中測量電流IIS與KILIS因子的改變相關；圖3示出具有用于基于變化的KILIS因子和前面提到的偏移電流IIS_Off可能得出的測量電流IIS的區(qū)域的圖示；圖4示出具有以下區(qū)域的圖示，該區(qū)域相對于圖3中的區(qū)域在正的IIS軸方向上向上移動所定義的偏移電流IIS_Off_def；圖5示出電子開關、例如半橋的高側開關的控制信號（作為電流信號）的時間變化曲線；圖6示出針對附加設置的所定義的偏移電流的情況的控制信號、電流信號和測量電流IIS的時間變化曲線；圖7示出電子開關的控制信號的、負載上的基于控制信號得出的電流信號IL（負載電流）的以及基于電流信號的測量電流IIS的時間變化曲線；圖8示出偏移電流的溫度依賴性的示例性圖示；圖9示出借助偏移電流編碼兩個狀態(tài)的示例的圖示；圖10示出包括功率n溝道MOSFET和測量n溝道MOSFET的開關的示例性電路圖，其中MOSFET具有共同的柵端子和共同的漏端子。具體實施方式特別是提出用于電流測量輸出端（也被稱為“電流感應”輸出端）的附件，該附件支持通過負載電流范圍測量負載電流。該附件隨后特別是借助所謂的高側開關來解釋，但是同樣可應用于所謂的低側開關或其他半導體器件。高側開關特別是與供電電壓上的端子連接的電子開關、例如晶體管，而低側開關特別是與接地處的端子連接的電子開關、例如晶體管。高側開關本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于測量流經開關的負載電流的方法，－其中測量電流被加載所定義的偏移電流，－其中所定義的偏移電流在至少兩個時間間隔期間被確定，在此期間開關被接通，－其中負載電流基于所定義的偏移電流借助測量電流來確定。

【技術特征摘要】
2015.06.11 DE 102015109277.81.用于測量流經開關的負載電流的方法，－其中測量電流被加載所定義的偏移電流，－其中所定義的偏移電流在至少兩個時間間隔期間被確定，在此期間開關被接通，－其中負載電流基于所定義的偏移電流借助測量電流來確定。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所定義的偏移電流在至少兩個時間間隔期間被確定，其中在所述至少兩個時間間隔期間負載電流不通過測量電流的路徑來引導。3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中負載電流基于所定義的偏移電流通過以下方式來確定，即至少在測量電流在至少兩個時間間隔期間沒有被確定時從測量電流上減去所定義的偏移電流。4.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中所定義的偏移電流大于依賴于開關的偏移電流。5.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中所述至少兩個時間間隔包括相同持續(xù)時間的多個時間間隔。6.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中所述至少兩個時間間隔包括不同持續(xù)時間的多個時間間隔。7.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中所述至少兩個時間間隔至少部分地規(guī)律地重復。8.根據(jù)權利要求1至6之一所述的方法，其中所述至少兩個時間間隔至少部分地不規(guī)律地重復。9.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中附加地將信息加入到所定義的偏移電流中。10.根據(jù)...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：C阿恩特，
申請(專利權)人：英飛凌科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE