电流检测设备和方法技术

本发明专利技术涉及电流检测技术领域，公开了一种电流检测设备和方法，包括：具有分别连接到电源开关的漏极和源极的两个输入端的正电流检测设备，该正电流检测设备包括第一放大器、第一检测开关和第二检测开关；具有分别连接到电源开关的漏极和源极的两个输入端的负电流检测设备，该负电流检测设备包括第二放大器、第三检测开关和第四检测开关；以及分别连接正电流检测设备和负电流检测设备的电流检测处理设备。通过上述实施方式，本发明专利技术能够实现高度准确的电流检测和低功率消耗。

Current detection equipment and method

【技术实现步骤摘要】
电流检测设备和方法
本专利技术涉及电流检测设备，并且在特定实施例中，涉及用于无线电力传输系统的电流检测设备和方法。
技术介绍
随着技术进一步发展，无线电力传输作为一种用于为诸如移动电话、平板PC、数码相机、MP3播放器等基于电池的移动装置供电或充电的高效且便利的机制出现。无线电力传输系统通常包括原边发射器和副边接收器。原边发射器通过磁耦合而磁耦合到副边接收器。该磁耦合可由松散耦合的变压器实现，该松散耦合的变压器具有在原边发射器中形成的原边线圈和在副边接收器中形成的副边线圈。原边发射器可包括诸如功率转换器的原边的功率转换单元。功率转换单元耦合到电源，并且能够将电功率转换成无线功率信号。副边接收器能够通过松散耦合的变压器接收无线功率信号，并将接收到的无线功率信号转换成适合于负载的电功率。随着功率消耗变得越来越重要，可能需要准确地监测流过无线电力传输系统的发射器的电流，以便在发射器和接收器之间实现高效、安全且可靠的无线电力传输。诸如电流检测电阻器的电流检测装置已经成为实现高性能(例如，准确的电流测量信息)的优先选择，因为电流检测电阻器可与发射器的一个电源开关串联连接。然而，随着流过发射器的电源开关的电流变得越来越高，电流检测电阻器的功率损耗变成是显著问题，这对无线电力传输系统的设计者带来挑战。亟需一种能够在高功率无线电力传输应用中使用并且展现出诸如高度准确的电流检测和低功率消耗的良好性能的电流检测设备。还将必需通过利用高度准确的电流检测来在无线电力传输应用中实现可靠的外来对象探测(FOD)。
技术实现思路
通过本专利技术的较佳实施例提供的具有高度准确的电流检测和低功率消耗的电流检测设备，上述问题和其它问题通常可得到解决或规避，并且通常实现了技术优势。根据一个实施例，一种装置包括：正电流检测设备，其具有分别连接到电源开关的漏极和源极的两个输入端，该正电流检测设备包括第一放大器、第一检测开关和第二检测开关；负电流检测设备，其具有分别连接到电源开关的漏极和源极的两个输入端，该负电流检测设备包括第二放大器、第三检测开关和第四检测开关；以及，电流检测处理设备，该电流检测处理设备分别连接该正电流检测设备和该负电流检测设备。根据另一个实施例，一种方法包括：通过包括第一检测开关和第二检测开关的正电流检测设备，在电流从电源开关的漏极流到电源开关的源极时，在正电流检测处理电路中镜像反射经过电源开关的电流，其中经过电源开关的电流与流过正电流检测处理电路的检测电流之比等于第一检测开关的漏极-源极导通电阻与电源开关的漏极-源极导通电阻之比。该方法还包括：通过包括第三检测开关和第四检测开关的负电流检测设备，在电流从电源开关的源极流到电源开关的漏极时，在负电流检测处理电路中镜像反射经过电源开关的电流，其中经过电源开关的电流与流过负电流检测处理电路的检测电流之比等于第四检测开关的漏极-源极导通电阻与电源开关的漏极-源极导通电阻之比。根据又一个实施例，一种系统包括：电源开关，其耦合在输入电源与线圈之间；正电流检测设备，其具有分别连接到电源开关的漏极和源极的两个输入端；负电流检测设备，其具有分别连接到电源开关的漏极和源极的两个输入端；以及电流检测处理设备，其分别连接正电流检测设备和负电流检测设备；其中正电流检测设备和负电流检测设备被配置成使得流过电源开关的电流与从正电流检测设备流到电流检测处理设备的电流之比等于正电流检测设备的检测开关的漏极-源极导通电阻与电源开关的漏极-源极导通电阻之比，并且流过电源开关的电流与从负电流检测设备流到电流检测处理设备的电流之比等于负电流检测设备的检测开关的漏极-源极导通电阻与电源开关的漏极-源极导通电阻之比。本专利技术的实施例的优点在于：一种具有高度准确的电流检测和低功率消耗的电流检测设备。上文相当广泛地概述了本专利技术的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下对本专利技术的详细描述。下文将描述本专利技术的额外特征和优点，它们形成本专利技术的权利要求的主题。本领域技术人员应明白，可容易地利用公开的概念和特定实施例作为修改或设计用于实现本专利技术的相同目的的其它结构或过程的基础。本领域技术人员还应意识到，此类等效构造没有偏离随附权利要求中所阐述的本专利技术的精神和范围。附图说明为了更全面地了解本专利技术及其优点，现将下述说明与附图一并提出，其中：图1示出根据本专利技术的各种实施例的电流检测设备的框图；图2示出根据本专利技术的各种实施例的如图1中示出的电流检测设备的第一种实现方式的示意图；图3示出根据本专利技术的各种实施例的正电流检测和处理方案的工作原理；图4示出根据本专利技术的各种实施例的负电流检测和处理方案的工作原理；图5示出根据本专利技术的各种实施例的如图1中示出的电流检测设备的第二种实现方式的示意图；图6示出根据本专利技术的各种实施例的如图1中示出的电流检测设备的第三种实现方式的示意图；图7示出根据本专利技术的各种实施例的如图6所示的电流检测设备的工作原理；图8示出根据本专利技术的各种实施例的如图1中示出的电流检测设备的第四种实现方式的示意图；以及图9示出根据本专利技术的各种实施例的用于控制如图1中示出的电流检测设备的方法的流程图。除非另外指示，否则不同图中的对应数字和符号一般指对应部分。绘制附图是为了清楚地说明各种实施例的相关方面，它们不一定按比例绘制。具体实施方式下面详细论述目前较佳的实施例的制作和使用。但是，应明白，本专利技术提供可在各种各样的特定情境中实施的许多适用的专利技术概念。论述的特定实施例只是用于说明制作和使用本专利技术的特定方式，而不是限制本专利技术的范围。将在特定情境(即，无线电力传输系统的电流检测设备)中结合较佳实施例描述本专利技术。但是，本专利技术也可适用于需要准确的电流检测(诸如过电流保护、LED控制、基站电源控制、电机驱动控制等)的各种系统。下文中，将参考附图详细解释各种实施例。图1示出根据本专利技术的各种实施例的电流检测设备的框图。该电流检测设备100连接到电源开关102。如图1所示，电流检测设备100的输入端分别连接到电源开关102的两端。更特别地，电源开关102具体可以为功率晶体管，比如，n-型功率晶体管。电流检测设备100的第一端连接到功率晶体管的漏极。电流检测设备100的第二端连接到功率晶体管的源极。电流检测设备100包括正电流检测设备104、负电流检测设备106、电流检测处理设备108和滤波器设备110。如图1所示，正电流检测设备104具有分别连接到电源开关102的漏极和源极的两个输入端。同样地，负电流检测设备106具有分别连接到电源开关102的漏极和源极的两个输入端。正电流检测设备104和负电流检测设备106的输出反馈到电流检测处理设备108中(如图1所示)。电流检测处理设备108的输出反馈到滤波器设备110中。在一些实施例中，当负载电流从电源开关102的漏极流到源极时，采用正电流检测设备104来检测经过电源开关102的电流。正电流检测设备104被配置成使得经过电源开关102的电流与从正电流检测设备104流到电流检测处理设备108的检测电流之比等于正电流检测设备104的检测开关的漏极-源极导通电阻与电源开关102的漏极-源极导通电阻之比。在一些实施例中，当负载电流从电源开关102的源极流到漏极时，采用负电流检测设备106来检测经过电源开关102的电流。负电流检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其特征在于，包括：正电流检测设备，其具有分别连接到电源开关的漏极和源极的两个输入端，所述正电流检测设备包括第一放大器、第一检测开关和第二检测开关；负电流检测设备，其具有分别连接到所述电源开关的所述漏极和所述源极的两个输入端，所述负电流检测设备包括第二放大器、第三检测开关和第四检测开关；以及电流检测处理设备，其分别连接所述正电流检测设备和所述负电流检测设备。

【技术特征摘要】
2018.02.08 US 15/891,9501.一种装置，其特征在于，包括：正电流检测设备，其具有分别连接到电源开关的漏极和源极的两个输入端，所述正电流检测设备包括第一放大器、第一检测开关和第二检测开关；负电流检测设备，其具有分别连接到所述电源开关的所述漏极和所述源极的两个输入端，所述负电流检测设备包括第二放大器、第三检测开关和第四检测开关；以及电流检测处理设备，其分别连接所述正电流检测设备和所述负电流检测设备。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当负载电流从所述电源开关的漏极流到所述电源开关的源极时，流过所述电源开关的所述负载电流与流过所述电流检测处理设备的检测电流之比等于所述第一检测开关的漏极-源极导通电阻与所述电源开关的漏极-源极导通电阻之比；并且当所述负载电流从所述电源开关的源极流到所述电源开关的漏极时，流过所述电源开关的所述负载电流与流过所述电流检测处理设备的检测电流之比等于所述第四检测开关的漏极-源极导通电阻与所述电源开关的漏极-源极导通电阻之比。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一检测开关的漏极-源极导通电阻等于所述第二检测开关的漏极-源极导通电阻；并且所述第三检测开关的漏极-源极导通电阻等于所述第四检测开关的漏极-源极导通电阻。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一检测开关连接在所述电源开关的漏极和所述第一放大器的反相输入端之间；所述第二检测开关连接在所述电源开关的源极和所述第一放大器的同相输入端之间；所述第三检测开关连接在所述电源开关的漏极和所述第二放大器的同相输入端之间；并且所述第四检测开关连接在所述电源开关的源极和所述第二放大器的反相输入端之间。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电流检测处理设备包括：正电流检测处理电路，其包括串联连接的第一电流镜和第一晶体管，并且其中所述第一晶体管的栅极连接到所述第一放大器的输出端，所述第一晶体管的第一漏极/源极端连接到所述第一放大器的反相输入端，并且所述第一晶体管的第二漏极/源极端连接到所述第一电流镜；以及负电流检测处理电路，其包括串联连接的第二电流镜和第二晶体管，并且其中所述第二晶体管的栅极连接到所述第二放大器的输出端，所述第二晶体管的第一漏极/源极端连接到所述第二放大器的反相输入端，并且所述第二晶体管的第二漏极/源极端连接到所述第二电流镜。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：第三电流镜，所述第三电流镜连接在所述第一电流镜和滤波器之间。7.如权利要求6所述的装置，其中：所述第三电流镜被配置成调整所述正电流检测处理电路的电流检测增益；并且所述第二电流镜被配置成调整所述负电流检测处理电路的电流检测增益。8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三电流镜包括多个并联连接的第一晶体管-开关网络；并且所述第二电流镜包括多个并联连接的第二晶体管-开关网络。9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：电流源，所述电流源连接到所述滤波器，其中所述电流源被配置成提供补偿以补偿温度系数诱导的误差和其它偏移误差。10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源开关是无线电力传输系统的全桥的开关。11.一种方法，其特征在于，包括：通过包括第一检测开关和第二检测开关的正电流检测设备，在电流从电源开关的漏极流到所述电源开关的源极时，在正电流检测处理电路中镜像反射流过所述电源开关的所述电流，其中经过所述电源开关的所述电流与流过所述正电流检测处理电路的检测电流之比等于所述第一检测开关的漏极-源极导通电阻与所述电源开关的漏极-源极导通电阻之比；并且通过包括第三检测开关和第四检测开关的负电流检测设备，在所述电流从所述电源开关的源极流到所述电源开关的漏极时，在负电流检测处理电路中镜像反射经过所述电源开关的所述电流，其中经过所述电源开关的所述电流与流过所述负电流检测处理电路的检测电流之比等于所述第四检测开关的漏极-源极导通电阻与所述电源开关的漏极-源极导通电阻之比。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述正电流检测处理电路包括第一电流镜、第一晶体管以及第三电流镜，所述第一晶体管与所述第一电流镜串联连接，并且其中所述第一晶体管的栅极连接到所述正电流检测设备的第一放大器的输出端，所述第一晶体管的第一漏极/源极端连接到所述第一放大器的反相输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘思超，黄金彪，袁冬冬，
申请(专利权)人：X二动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY