一种电流检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电流检测系统，涉及集成电路技术领域。该电流检测系统包括电流采集模块、电压频率转换模块和计数模块，电流采集模块包括去运放电流感应电路和基准源电路，去运放电流感应电路检测输出带有待检测负载电流信息的感应电压、并输入至基准源电路，基准源电路输出检测电压和预设的基准电压至电压频率转换模块，以将检测电压和所述基准电压转换为频率；计数模块包括两组二进制同步加法计数器，用以对电压频率转换模块输出的频率进行计数，并通过计数值计算得到待检测负载的电流。本实用新型专利技术技术方案通过采集待检测负载的电压、转换为频率，通过对检测电压和基准源电压分别计数，以计算得到待检测负载的电流，检测精度高。

A Current Detection System

【技术实现步骤摘要】
一种电流检测系统
本技术涉及集成电路
，特别是涉及一种电流检测系统。
技术介绍
当今的电子消费市场，便携式电子产品占据了很大一部分。便携式具有的轻巧、速度快以及功耗低等特点决定了其广阔的市场前景，那么，良好的集成芯片，特别是高效率的电源管理芯片更加离不开保护检测芯片，保护检测芯片不仅能直观反映芯片性能的好坏，也能在电路设计过程中起到很好的检测、反馈以及保护作用。高性能的电流检测电路便是现在很多集成电路工程师的研究对象，这也极大推动这一领域的发展，也给电流检测芯片带来了商机。CMOS电流检测电路通常来说是用于检测某一芯片的工作电流，一般用互感器、分流器等将电流信号转化成电压信号，然后再对其进行处理放大，作为后续电路的保护、检测使用。CMOS电流检测电路主要由电流采集模块和数模转换模块两部分构成，电流采集模块将采集到的电流发送至数模转换模块，数模转换模块将模拟的电流转化成数字量，便于直观的显示出来。传统的CMOS电流检测电路大多用△ΣADC实现，因为△ΣADC具有分辨率高和高精度等特点，但由于其使用了电容门阵列，消耗的版图面积较大，但其电路架构复杂，温度转化时间也比较长。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种电流检测系统，旨在简化电路结构、提高电流检测精度。为实现上述目的，本技术提供一种电流检测系统，用于检测系统中待检测负载的电流，包括电流采集模块、电压频率转换模块和计数模块，所述电流采集模块包括去运放电流感应电路和基准源电路，所述去运放电流感应电路检测输出带有所述待检测负载电流信息的感应电压、并输入至所述基准源电路，所述基准源电路输出检测电压和预设的基准电压至电压频率转换模块，以将所述检测电压和所述基准电压转换为频率；所述电压频率转换模块连接于所述计数模块，并将所述频率发送至所述计数模块，所述计数模块包括两组二进制同步加法计数器，用以对所述电压频率转换模块输出的频率进行计数，并通过计数值计算得到所述待检测负载的电流。优选地，两组所述二进制同步加法计数器均为多个下降沿触发的JK触发器构成。优选地，所述电压频率转换模块包括两个电压频率转换器，分别连接于所述去运放电流感应电路和所述基准源电路，以将所述检测电压和所述基准电压转换为频率，并将该频率分别输入两组JK触发器分别进行计数。优选地，所述去运放电流感应电路包括连接于所述待检测负载的感应子电路、偏置电流源子电路以及电流镜子电路；所述感应子电路包括连接于所述待检测负载的第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管，所述第二场效应管还连接有第四场效应管，所述第四场效应管还连接有感应电阻，所述第四场效应管和所述感应电阻用于输出感应电压至所述基准源电路。优选地，所述电流镜子电路包括连接于所述第二场效应管的第五场效应管、连接于所述第五场效应管的第六场效应管和第七场效应管、连接于所述第七场效应管的第八场效应管和第九场效应管、以及连接于所述第九场效应管的第十场效应管；所述偏置电流源子电路包括连接于电源电压的第十一场效应管、连接于所述第十一场效应管的第十二场效应管以及连接于输入电流源的第十三场效应管。优选地，所述第一场效应管的源极连接于所述电源电压、漏极连接于所述第二场效应管的源极、栅极连接于所述待检测负载和所述第二场效应管的栅极；所述第三场效应管的栅极连接于所述第一场效应管栅极和待检测负载的栅极、源极连接于所述第六场效应管、栅极通过第十四场效应管接地；所述第四场效应管的源极连接于所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的源极、漏极通过所述感应电阻接地、栅极连接于所述第七场效应管和第九场效应管；所述第十四场效应管的源极连接于所述待检测负载和所述第三场效应管的漏极、栅极连接于所述第九场效应管和所述第十场效应管的栅极、漏极接地。优选地，所述第五场效应管和所述第六场效应管的栅极相互连接、源极分别连接于电源电压，所述第五场效应管的漏极连接于所述第二场效应管的漏极和所述第七场效应管的源极，所述第六场效应管的漏极连接于所述第八场效应管的源极和所述第三场效应管的源极；所述第七场效应管和所述第八场效应管的栅极相互连接，所述第七场效应管的漏极连接于所述第九场效应管的源极；所述第八场效应管的漏极连接于所述第七场效应管的栅极和所述第十场效应管的源极；所述第九场效应管和所述第十场效应管的栅极相互连接、漏极均接地。优选地，所述第十一场效应管的源极连接于所述电源电压、漏极连接于栅极和所述第十二场效应管的源极、栅极连接于所述第五场效应管和所述第六场效应管的栅极；所述第十二场效应管的漏极接地、栅极连接于所述第九场效应管和所述第十场效应管的栅极；所述第十三场效应管的源极和栅极连接于输入电流源、漏极接地、栅极还连接于所述第九场效应管和第十场效应管的栅极。本技术技术方案通过采集带有所述待检测负载电流信号的待检测电压、并将其与基准电压转换为频率，通过对检测电压和基准源电压转换后的频率分别计数，以计算得到待检测负载的电流。本技术技术方案结构简单，易于实现，成本低，检测精度高。附图说明图1为本技术电流检测系统的原理示意图；图2为本技术电流检测系统中去运放电流感应电路的原理示意图。本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。下面结合附图对本技术进一步说明。一种电流检测系统，如图1所示，用于检测系统中待检测负载Mp的电流，包括电流采集模块、电压频率转换模块和计数模块，所述电流采集模块包括去运放电流感应电路和基准源电路，所述去运放电流感应电路检测输出带有所述待检测负载Mp电流信息的感应电压Vsence、并输入至所述基准源电路，所述基准源电路输出检测电压VPTAT和预设的基准电压至电压频率转换模块，以将所述检测电压VPTAT和所述基准电压转换为频率；所述电压频率转换模块连接于所述计数模块，并将所述频率发送至所述计数模块，所述计数模块包括两组二进制同步加法计数器，用以对所述电压频率转换模块输出的频率进行计数，并通过计数值计算得到所述待检测负载Mp的电流。优选地，两组所述二进制同步加法计数器均为多个下降沿触发的JK触发器构成。二进制同步加法计数器由多个JK触发器串联，JK触发器的个数决定了计数器的精度，个数越多、精度越高，同时也决定了电流分辨率，可根据实际需求设计JK触发器的个数。优选地，所述电压频率转换模块包括两个电压频率转换器，分别连接于所述去运放电流感应电路和所述基准源电路，以将所述检测电压VPTAT和所述基准电压转换为频率，并将该频率分别输入两组JK触发器分别进行计数。优选地，如图2所示，所述去运放电流感应电路包括连接于所述待检测负载Mp的感应子电路、偏置电流源子电路以及电流镜子电路；所述感应子电路包括连接于所述待检测负载Mp的第一场效应管M1、第二场效应管M2和第三场效应管M3，所述第二场效应管M2还连接有第四场效应管M4，所述第四场效应管M4还连接有感应电阻Rs，所述第四场效应管M4和所述感应电阻Rs用于输出感应电压Vsence至所述基准源电路。优选地，所述电流镜子电路包括连接于所述第二场效应管M2的第五场效应管M5、连接于所述第五场效应管M5的第六本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流检测系统，用于检测系统中待检测负载的电流，其特征在于，包括电流采集模块、电压频率转换模块和计数模块，所述电流采集模块包括去运放电流感应电路和基准源电路，所述去运放电流感应电路检测输出带有所述待检测负载电流信息的感应电压、并输入至所述基准源电路，所述基准源电路输出检测电压和预设的基准电压至电压频率转换模块，以将所述检测电压和所述基准电压转换为频率；所述电压频率转换模块连接于所述计数模块，并将所述频率发送至所述计数模块，所述计数模块包括两组二进制同步加法计数器，用以对所述电压频率转换模块输出的频率进行计数，并通过计数值计算得到所述待检测负载的电流。

【技术特征摘要】
1.一种电流检测系统，用于检测系统中待检测负载的电流，其特征在于，包括电流采集模块、电压频率转换模块和计数模块，所述电流采集模块包括去运放电流感应电路和基准源电路，所述去运放电流感应电路检测输出带有所述待检测负载电流信息的感应电压、并输入至所述基准源电路，所述基准源电路输出检测电压和预设的基准电压至电压频率转换模块，以将所述检测电压和所述基准电压转换为频率；所述电压频率转换模块连接于所述计数模块，并将所述频率发送至所述计数模块，所述计数模块包括两组二进制同步加法计数器，用以对所述电压频率转换模块输出的频率进行计数，并通过计数值计算得到所述待检测负载的电流。2.根据权利要求1所述的电流检测系统，其特征在于，两组所述二进制同步加法计数器均为多个下降沿触发的JK触发器构成。3.根据权利要求2所述的电流检测系统，其特征在于，所述电压频率转换模块包括两个电压频率转换器，分别连接于所述去运放电流感应电路和所述基准源电路，以将所述检测电压和所述基准电压转换为频率，并将该频率分别输入两组JK触发器分别进行计数。4.根据权利要求3所述的电流检测系统，其特征在于，所述去运放电流感应电路包括连接于所述待检测负载的感应子电路、偏置电流源子电路以及电流镜子电路；所述感应子电路包括连接于所述待检测负载的第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管，所述第二场效应管还连接有第四场效应管，所述第四场效应管还连接有感应电阻，所述第四场效应管和所述感应电阻用于输出感应电压至所述基准源电路。5.根据权利要求4所述的电流检测系统，其特征在于，所述电流镜子电路包括连接于所述第二场效应管的第五场效应管、连接于所述第五场效应管的第六场效应管和第七场效应管、连接于所述第七场效应管的第八场效应管和第九场效应管、以及连接于所述第九场效应管的第十场效应管；所述偏置电流源子电路包括连接于电源电压的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋登明，
申请(专利权)人：成都锐成芯微科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51