【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電流檢測(cè)，具體涉及一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路。
技術(shù)介紹
1、高邊開關(guān)是一種在生產(chǎn)制造中應(yīng)用較為普遍的電路，尤其在作為負(fù)載開關(guān)應(yīng)用在汽車電子領(lǐng)域，或者是搭配保護(hù)功能用作熱插拔控制器、浪涌抑制器。其中當(dāng)高邊開關(guān)用作負(fù)載開關(guān)時(shí)，為了診斷負(fù)載是否正常工作并反饋情況給微控制器，需要精確測(cè)量輸出電流并控制輸出功率。
2、目前高邊開關(guān)的電流采樣大多通過以下兩種方式實(shí)現(xiàn)：
3、方式一：通過如圖1所示的電阻采樣方式實(shí)現(xiàn)，其原理是通過負(fù)載電流通路上的采樣電阻rsense來檢測(cè)電壓，再利用放大器的虛短虛斷將檢測(cè)電壓施加到電阻r1上，形成pmos管上的采樣電流，大小為(rsenseiload)/r1，再將采樣電流給到電阻rout上形成電壓vout；
4、在實(shí)際使用時(shí)，雖然這種采樣方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是對(duì)于負(fù)載功率等級(jí)有嚴(yán)格限制，當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)會(huì)在電阻rsense上形成很大的功耗。除此之外對(duì)于rsense的阻值和精度有嚴(yán)格的要求。
5、方式二：通過如圖2所示的sensefet采樣，其原理是利用vdmos功率管的主功率管與采樣鏡像管的原胞數(shù)比值，通過運(yùn)放環(huán)路控制源端電壓一致，使得主功率管和采樣鏡像管的端口電壓完全相同，形成與負(fù)載電流成比例的采樣電流，該比例即為采樣鏡像管與主功率管的原胞數(shù)比。然而該方式在實(shí)際使用時(shí)需要嚴(yán)格控制運(yùn)放的失調(diào)電壓，避免運(yùn)放失調(diào)帶來的電流采樣誤差。
6、目前一般會(huì)采用校準(zhǔn)或是提前設(shè)置修調(diào)量的方式來降低失調(diào)，但是這樣的降低失調(diào)方式往往會(huì)隨著使用時(shí)間或者溫度變化而
7、傳統(tǒng)的運(yùn)放動(dòng)態(tài)消除失調(diào)方法是利用斬波或者自穩(wěn)零的技術(shù)。其中斬波消除失調(diào)技術(shù)是利用斬波對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，將輸入信號(hào)的頻率調(diào)制到斬波開關(guān)頻率，在經(jīng)過運(yùn)放時(shí)同時(shí)放大高頻的輸入信號(hào)與低頻的失調(diào)電壓，后再經(jīng)斬波解調(diào)，將放大后的輸入信號(hào)頻率還原回低頻，而將放大后的失調(diào)電壓頻率調(diào)制到高頻，最后經(jīng)低通濾波器將高頻的失調(diào)電壓信號(hào)消除，保留低頻的有效輸出信號(hào)，其原理如圖3所示。
8、自穩(wěn)零技術(shù)的原理是在兩個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)分別實(shí)現(xiàn)對(duì)失調(diào)電壓的采樣和抵消來消除失調(diào)電壓其原理圖如圖4所示，失調(diào)電壓為vos，在f1周期內(nèi)，開關(guān)s2和開關(guān)s3閉合，開關(guān)s1和開關(guān)s4斷開，電容c1上形成壓降vc=vos；在f2周期內(nèi)，開關(guān)s1和開關(guān)s4閉合，開關(guān)s2和開關(guān)s3斷開，vin輸入，電容上的vc=vos，抵消運(yùn)放正輸入端的失調(diào)電壓vos，輸出電壓vout=vina，在f2周期內(nèi)形成了消除失調(diào)電壓后的運(yùn)放輸出。
9、盡管能夠?qū)κд{(diào)電壓有降低的效果，但是斬波運(yùn)放與自穩(wěn)零運(yùn)放有著各自明顯的缺陷。斬波運(yùn)放會(huì)在斬波頻率處引入斬波開關(guān)噪聲，并且考慮到mos開關(guān)的恢復(fù)特性，斬波頻率不能過高，同時(shí)信號(hào)輸出前還要通過一個(gè)頻率低于斬波頻率的低通濾波器，所以斬波運(yùn)放整體的帶寬較窄，放到系統(tǒng)中的響應(yīng)速度較低。自穩(wěn)零運(yùn)放的缺陷是難以通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)間內(nèi)的信號(hào)放大，并且采樣會(huì)導(dǎo)致噪聲折回基帶，使得帶內(nèi)噪聲混疊而產(chǎn)生較大的噪聲干擾。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于
技術(shù)介紹
的不足，本專利技術(shù)是提供了一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路中使用斬波和自穩(wěn)零來降低運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓時(shí)存在需要低通濾波器、帶寬較窄、不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)間內(nèi)的信號(hào)放大等問題。
2、為解決以上技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，包括斬波解調(diào)單元、自穩(wěn)零單元和電流反饋單元；
3、所述斬波解調(diào)單元包括斬波單元、失調(diào)電壓源vos1和解調(diào)放大單元；所述自穩(wěn)零單元包括第一運(yùn)算放大單元、第二運(yùn)算放大單元、開關(guān)s1、開關(guān)s2、開關(guān)s3、電容c1、電容c2、失調(diào)電壓源vos2和失調(diào)電壓源vos3；
4、所述斬波單元用于對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行斬波處理，所述斬波單元的第一輸出端通過所述失調(diào)電壓源vos1與所述解調(diào)放大單元的負(fù)輸入端電連接，所述斬波單元的第二輸出端與所述解調(diào)放大單元的正輸入端電連接；
5、所述解調(diào)放大單元的輸出端與電容c1一端電連接，所述電容c1另一端與開關(guān)s1一端電連接，且通過失調(diào)電壓源vos3與第二運(yùn)算放大單元的正輸入端電連接；所述第二運(yùn)算放大單元的負(fù)輸入端與開關(guān)s2一端電連接，且通過電容c2與電源vcc電連接；所述開關(guān)s1另一端與所述第二運(yùn)算放大單元的負(fù)輸出端電連接，且通過失調(diào)低壓源vos1與第一運(yùn)算放大單元的正輸入端電連接；所述開關(guān)s2另一端分別與所述第二運(yùn)算放大單元的正輸出端和第一運(yùn)算放大單元的負(fù)輸入端電連接；所述第一運(yùn)算放大單元的正輸出端通過開關(guān)s3與第一運(yùn)算放大單元的負(fù)輸出端電連接；
6、所述電流反饋單元與所述第一運(yùn)算放大單元的正輸出端和負(fù)輸出端電連接，基于第一運(yùn)算放大單元的正輸出端和負(fù)輸出端的電壓差調(diào)整輸入到所述解調(diào)放大單元的正輸入端和負(fù)輸入端的反饋電流大小，所述反饋電流用于調(diào)整所述解調(diào)放大單元的輸出。
7、在某種實(shí)施方式中，所述解調(diào)放大單元包括mos管n1、mos管n2、mos管n3、mos管n4、mos管n5、mos管n6、mos管n7、mos管n8、mos管p1、mos管p2、mos管p3、mos管p4、解調(diào)器cp1、解調(diào)器cp2和電阻r1；
8、mos管p1的源極與mos管p2的源極電連接，且與電源vcc電連接；mos管p1的柵極和mos管p2的柵極用于輸入偏置電壓vbias2，mos管p1的漏極和mos管p2的漏極通過解調(diào)器cp1與mos管p3的源極和mos管p4的源極電連接，mos管p3的柵極和mos管p4的柵極用于輸入偏置電壓vbias3，mos管p3的漏極分別與mos管n7的漏極、mos管n5的柵極和mos管n6的柵極電連接，mos管p4的漏極與mos管n8的漏極電連接，mos管n7的柵極和mos管n8的柵極用于輸入偏置電壓vbias4，mos管n7的源極和mos管n8的源極通過解調(diào)器cp2與mos管n5的漏極和mos管n6的漏極電連接，mos管n5的源極和mos管n6的源極均接地；
9、mos管p1的漏極還與mos管n1的漏極電連接，mos管p2的漏極還與mos管n2的漏極電連接，mos管n1的柵極為所述解調(diào)放大單元的正輸入端，mos管n2的柵極為所述解調(diào)放大單元的負(fù)輸入端，mos管n1的源極分別與電阻r1一端和mos管n3的漏極電連接，mos管n2的源極分別與電阻r1另一端和mos管n4的漏極電連接，mos管n3的柵極和mos管n4的柵極用于輸入偏置電壓vbias1；mos管n3的源極和mos管n4的源極均接地。
10、在某種實(shí)施方式中，所述電流反饋單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生單元和反饋電流產(chǎn)生單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元基于所述第一運(yùn)算放大單元的正輸出端和負(fù)輸出端的電壓差生成數(shù)字信號(hào)，所述時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生單元基于所述數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生時(shí)鐘本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，包括斬波解調(diào)單元、自穩(wěn)零單元和電流反饋單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述解調(diào)放大單元包括MOS管N1、MOS管N2、MOS管N3、MOS管N4、MOS管N5、MOS管N6、MOS管N7、MOS管N8、MOS管P1、MOS管P2、MOS管P3、MOS管P4、解調(diào)器CP1、解調(diào)器CP2和電阻R1；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述電流反饋單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生單元和反饋電流產(chǎn)生單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元基于所述第一運(yùn)算放大單元的正輸出端和負(fù)輸出端的電壓差生成數(shù)字信號(hào)，所述時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生單元基于所述數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生時(shí)鐘控制信號(hào)，所述反饋電流產(chǎn)生單元基于所述時(shí)鐘控制信號(hào)產(chǎn)生所述反饋電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括傳輸門TG1、傳輸門TG2、傳輸門TG3、MOS管P10、MOS管P11、MOS管P12、MOS管N10、MOS管N11和MOS管N12；
5.根據(jù)權(quán)
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生單元包括與非門NAND1、與非門NAND2、與非門NAND3、反相器INV50、反相器INV51、或非門NOR1和六個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生支路；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述反饋電流產(chǎn)生單元包括MOS管N20和MOS管N21，MOS管N20的漏極分別與電流源IREF2和MOS管N20的柵極電連接，MOS管N20的源極分別與八個(gè)MOS管N22的漏極、八個(gè)MOS管N23的柵極和八個(gè)MOS管N24的柵極電連接，八個(gè)MOS管N23的源極和八個(gè)MOS管N24的源極均接地；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，反相器INV1的輸入端用于輸入時(shí)鐘控制信號(hào)CP1，反相器INV2的輸入端用于輸入時(shí)鐘控制信號(hào)CP2。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，反相器INV3的輸入端用于輸入時(shí)鐘控制信號(hào)CP3，反相器INV4的輸入端用于輸入時(shí)鐘控制信號(hào)CP4。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，反相器INV5的輸入端用于輸入時(shí)鐘控制信號(hào)CP5，反相器INV6的輸入端用于輸入時(shí)鐘控制信號(hào)CP6。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，包括斬波解調(diào)單元、自穩(wěn)零單元和電流反饋單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述解調(diào)放大單元包括mos管n1、mos管n2、mos管n3、mos管n4、mos管n5、mos管n6、mos管n7、mos管n8、mos管p1、mos管p2、mos管p3、mos管p4、解調(diào)器cp1、解調(diào)器cp2和電阻r1；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述電流反饋單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生單元和反饋電流產(chǎn)生單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元基于所述第一運(yùn)算放大單元的正輸出端和負(fù)輸出端的電壓差生成數(shù)字信號(hào)，所述時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生單元基于所述數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生時(shí)鐘控制信號(hào)，所述反饋電流產(chǎn)生單元基于所述時(shí)鐘控制信號(hào)產(chǎn)生所述反饋電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括傳輸門tg1、傳輸門tg2、傳輸門tg3、mos管p10、mos管p11、mos管p12、mos管n10、mos管n11和mos管n12；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高邊開關(guān)的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述開關(guān)s1、開關(guān)s2和開關(guān)s3的控制端分別輸入開關(guān)控制信號(hào)，所述開關(guān)控制信號(hào)與所述第一時(shí)鐘信號(hào)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：譚在超，王可攀，羅寅，丁國(guó)華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘇州鍇威特半導(dǎo)體股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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