电流感测电路制造技术

本申请涉及电流感测电路(100)，所述电流感测电路包括差分放大器(110)，所述差分放大器包括：第一输入端和第二输入端，所述第一输入端和所述第二输入端被配置成感测跨感测电阻的电流；以及输出端，所述输出端被配置成输出电流感测信号。所述电路(100)还包括第一电流源、第二电流源和切换网络，所述切换网络能够在以下相位中操作：第一相位，其中所述第一电流源连接至所述第一输入端并且与所述输出端断开，而所述第二电流源连接至所述输出端并且与所述第一输入端断开；以及第二相位，其中所述第一电流源连接至所述输出端并且与所述第一输入端断开，而所述第二电流源连接至所述第一输入端并且与所述输出端断开。第一输入端并且与所述输出端断开。第一输入端并且与所述输出端断开。

【技术实现步骤摘要】
电流感测电路


[0001]本申请涉及用于电流感测电路的设备和方法，并且特别地，涉及具有放大器的电流感测电路。

技术介绍

[0002]电流感测和准确的电流测量构成了许多电子系统的基础部分。特别地，电流感测是消费型电子装置中的重要特征，所述消费型电子装置可包括例如移动电话、膝上型计算机、平板计算机、智能手表和台式PC。例如，出于安全原因，可使用电流测量来监测流经负载(例如，光源(诸如LED))或音频负载(诸如，一副耳机)的电流，以确保流经负载的电流不会超过额定阈值。电流测量也可用于电力管理应用中。在具有板上电源(诸如，电池)的便携式电子装置中，电力管理通常特别重要，在该便携式电子装置中可监测从电源汲取的电流以例如确定在便携式电子装置中如何分配电力。
[0003]存在用于感测和测量电子系统中的电流的各种技术。通常，在消费型电子装置中，运算放大器的两个输入端子跨感测电阻器连接，该感测电阻器与负载串联连接。然后，测量跨感测电阻器的电压降，以确定流经该电阻器的电流，以及因此施加到负载的电流。用于以这种架构确定电流的技术可分为各种类别。低侧电流测量例如测量接至负载的连接的接地返回路径中的电流。另一个实例是高侧电流测量，它测量接至负载的连接的供电路径中的电流。另一实例是全范围电流测量，它实际上涉及高侧和低侧电流测量，其中在桥驱动负载中测量双向电流。
[0004]各种优点和缺点与不同的电流感测技术相关联。所选技术通常由待感测的电流的大小、感测精度、带宽和技术的稳健性决定。由于电流感测在许多现代电子系统中的重要性，大多数实现的电流感测技术通常展现出以下性质：高灵敏度、高精度、高线性度、宽带宽、低温漂移和强共模抑制。
[0005]尽管存在可展现出上述性质的各种各样的电流感测技术，但是仍希望对电流感测和电流测量领域进行改进。

技术实现思路

[0006]根据第一方面，提供了电流感测电路，所述电流感测电路包括差分放大器，所述差分放大器包括：第一输入端和第二输入端，所述第一输入端和第二输入端被配置成感测跨感测电阻的电流；以及输出端，所述输出端被配置成输出电流感测信号。所述电路还包括第一电流源、第二电流源和切换网络，所述切换网络能够在以下相位中操作：第一相位，其中所述第一电流源连接至所述第一输入端并且与所述输出端断开，而所述第二电流源连接至输出端并且与所述第一输入端断开；以及第二相位，其中所述第一电流源连接至所述输出端并且与第一输入端断开，而所述第二电流源连接至所述第一输入端并且与所述输出端断开。
[0007]在一些实例中，所述差分放大器可包括差分斩波器放大器。在此类实例中，所述差
分斩波器放大器可被配置成以第一斩波频率在第一斩波配置与第二斩波配置之间进行斩波，并且所述切换网络可能能够操作来以第二斩波频率在所述第一相位与所述第二相位之间进行斩波。
[0008]在一些实例中，所述第一斩波频率和所述第二斩波频率可能是彼此相同的频率。在一些实例中，所述第一斩波频率和所述第二斩波频率可来源于共同的时钟信号。在一些实例中，所述第一斩波频率和所述第二斩波频率可能是同步的，并且由延迟隔开。
[0009]在一些实例中，所述第一电流源和所述第二电流源可被配置成生成彼此相等的偏置电流。
[0010]在一些实例中，所述差分放大器可包括差分单端型放大器。
[0011]在一些实例中，所述电流感测电路可被实现为集成电路。
[0012]根据第二方面，提供了电流感测电路，所述电流感测电路包括第一级，所述第一级包括差分放大器，所述差分放大器包括：第一输入端和第二输入端，所述第一输入端和第二输入端被配置成感测跨感测电阻的电流；以及输出端，所述输出端被配置成输出输出电流信号。所述第一级还包括第一电流源和第二电流源以及电流源斩波器，所述电流源斩波器包括切换网络，所述切换网络可操作来在所述第一输入端与所述输出端之间对所述第一电流源和所述第二电流源进行斩波。所述电路还包括第二级，所述第二级包括电流
‑
电压转换器，所述电流
‑
电压转换器被配置成接收所述测量电流并输出表示跨所述感测电阻的所述电流的电压信号。所述电路还包括第三级，所述第三级包括模数转换器(ADC)，所述ADC被配置成将所述电压信号转换成数字输出电压信号。
[0013]在一些实例中，所述电流
‑
电压转换器可包括跨阻抗放大器(TIA)。在一些实例中，所述TIA可包括抗混叠滤波器。
[0014]在一些实例中，所述ADC可被配置成接收第一参考电压以驱动所述ADC。所述TIA可包括：第一TIA输入端，所述第一TIA输入端被配置成接收所述测量电流；以及第二TIA输入端，所述第二TIA输入端被配置成接收来源于所述第一参考电压的第二参考电压。
[0015]在一些实例中，所述电路还可包括低通滤波器，并且其中所述电流源斩波器可操作来以斩波频率在所述第一输入端与所述输出端之间对所述第一电流源和所述第二电流源进行斩波，并且所述滤波器的截止频率小于所述电流源斩波器的所述斩波频率。在一些实例中，所述ADC可包括所述低通滤波器。
[0016]在一些实例中，所述差分放大器可包括差分斩波器放大器。
[0017]在一些实例中，所述差分斩波器放大器可能能够操作来以第一斩波频率在第一斩波器配置与第二斩波器配置之间反复地调换。所述电流源斩波器可能能够操作来基于第二斩波频率而在所述第一输入端与所述输出端之间对第一电平转移电流源和第二电平转移电流源进行斩波，并且所述第一斩波频率和所述第二斩波频率可被配置成处于彼此相同的频率。在一些实例中，所述第一斩波频率和所述第二斩波频率与所述ADC的采样频率具有预定关系。
[0018]在一些实例中，所述差分放大器可包括差分单端型放大器。
[0019]根据第三方面，提供了电流感测电路，所述电流感测电路包括差分单端型放大器，所述差分单端型放大器被配置成感测跨感测电阻的电流并输出电流感测信号。所述电流感测电路还包括第一电流源和第二电流源，所述第一电流源和第二电流源被配置成在所述差
分单端型放大器的输入端处并在所述差分单端型放大器的输出端处提供电平转移，其中在所述差分单端型放大器的所述输入端与所述差分单端型放大器的所述输出端之间对所述第一电流源和所述第二电流源进行斩波。
附图说明
[0020]为了更好地理解本公开的实例，并且为了更清楚地示出可如何使实例生效，现将仅以举例方式参考以下附图，在附图中：
[0021]图1示出了电流感测电路的实例；
[0022]图2示出了电流感测电路的另一个实例；
[0023]图3示出了电流感测电路的另一实例；
[0024]图4示出了电流感测电路的另一个实例；
[0025]图5示出了抗混叠滤波器(AAF)的实例；
[0026]图6示出了电流感测电路的另一个实例；
[0027]图7a至图7c示出了集成电路的实例；
[0028]图8示出了斩波器稳定型电流吸收器电路的实例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流感测电路，所述电流感测电路包括：差分放大器，所述差分放大器包括：第一输入端和第二输入端，所述第一输入端和所述第二输入端被配置成感测跨感测电阻的电流；以及输出端，所述输出端被配置成输出电流感测信号；第一电流源；第二电流源；以及切换网络，所述切换网络能够在以下相位中操作：第一相位，其中所述第一电流源连接至所述第一输入端并且与所述输出端断开，而所述第二电流源连接至所述输出端并且与所述第一输入端断开；以及第二相位，其中所述第一电流源连接至所述输出端并且与所述第一输入端断开，而所述第二电流源连接至所述第一输入端并且与所述输出端断开。2.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中所述差分放大器包括差分斩波器放大器。3.根据权利要求2所述的电流感测电路，其中所述差分斩波器放大器被配置成以第一斩波频率在第一斩波配置与第二斩波配置之间进行斩波，并且所述切换网络可操作来以第二斩波频率在所述第一相位与所述第二相位之间进行斩波。4.根据权利要求3所述的电流感测电路，其中所述第一斩波频率和所述第二斩波频率是彼此相同的频率。5.根据权利要求4所述的电流感测电路，其中所述第一斩波频率和所述第二斩波频率来源于共同的时钟信号。6.根据权利要求4或5所述的电流感测电路，其中所述第一斩波频率和所述第二斩波频率是同步的，并且由延迟隔开。7.根据任一前述权利要求所述的电流感测电路，其中所述第一电流源和所述第二电流源被配置成生成彼此相等的偏置电流。8.根据任一前述权利要求所述的电流感测电路，所述电流感测电路被实现为集成电路。9.根据任一前述权利要求所述的电流感测电路，其中所述差分放大器包括差分单端型放大器。10.一种电流感测电路，所述电流感测电路包括：第一级，所述第一级包括：差分放大器，所述差分放大器包括：第一输入端和第二输入端，所述第一输入端和所述第二输入端被配置成感测跨感测电阻的电流；以及输出端，所述输出端被配置成输出输出电流信号；第一电流源和第二电流源；以及电流源斩波器，所述电流源斩波器包括切换网络，所述切换网络可操作来在所述第一输入端与所述输出端之间对所述第一电流源和所述第二电流源进行斩波；第二级，所述第二级包括电流
‑
电压转换器，所述电流
‑
电压转换器被配置成接收所述测量电流并输出表示跨所述感测电阻的所述电流的电压信号；以及第三级，所述第三级包括模数转换器(ADC)，所述ADC被配置成将所述电压信号转换成数字输出电压信号。
11.根据权利要求10所述的电流感测电路，其中所述电流
‑
电压转换器包括跨阻抗放大器(TIA)。12.根据权利要求11所述的电流感测电路，其中所述TIA包括抗混叠滤波器。13.根据权利要求11或12所述的电流感测电路，其中所述ADC被配置成接收第一参考电压以驱动所述ADC，其中所述TIA包括：第一TIA输入端，所述第一TIA输入端被配置成接收所述测量电流；以及第二TIA输入端，所述第二TIA输入端被配置成接收来源于所述第一参考电压的第二参考电压。14.根据权利要求10至13中任一项所述的电流感测电路，所述电流感测电路还包括低通滤波器，并且其中所述电流源斩波器可操作来以斩波频率在所述第一输入端与所述输出端之间对所述第一电流源和所述第二电流源进行斩波，并且所述低通滤波器的截止频率小于所述电流源斩波器的所述斩波频率。15.根据权利要求14所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：