高压MOSFET双向电流采样电路、电源管理芯片及移动电子设备制造技术

本发明专利技术公开一种高压MOSFET双向电流采样电路、电源管理芯片及移动电子设备，该高压MOSFET双向电流采样电路包括：多个电流镜模块，多个所述电流镜模块并联于所述第一采样端及所述第二采样端之间，分别用于将接入的镜像电流进行信号处理；主控模块，分别与所述第一采样端及所述第二采样端电连接；选择输出电路，所述选择输出电路的第一输入端及第一受控端分别与多个所述电流镜模块的第一输出端连接，所述选择输出电路的第二输入端及第二受控端分别与多个所述电流镜模块的第二输出端连接；用于在多个所述电流镜模块的控制下将所述第一输入端及所述第二输入端接入的镜像电流分别输出；本发明专利技术旨在提供一种大量程的双向电流采样电路。流采样电路。流采样电路。

【技术实现步骤摘要】
高压MOSFET双向电流采样电路、电源管理芯片及移动电子设备


[0001]本专利技术涉及汽车供电
，特别涉及一种高压MOSFET双向电流采样电路、电源管理芯片及移动电子设备。

技术介绍

[0002]目前，现有的电流检测通常有两种方式，一是在片外信号通路上串联小阻值的电阻，将电流转换为电压处理，然而电阻的阻值会随温度升高而改变，使得电阻检测误差大，采样精度低；二是利用电感的寄生电阻，即RDC采样，这种采样依赖电感，局限性大。并且，现有的电流采样一般会在电流流经的功率管上进行，为了在采集大电流时减小功率损耗，一般会在功率管流经大电流时尽量降低功率管的导通电阻，但导通电阻越小，当流经功率管的电流较小时，功率管两端产生的压差越小，这时，运算放大器输入端的失调电压对采样精度造成较大影响，若提高采样精度，则需要采用失调电压极小的运算放大器，将会增加电路的设计难度，提高电流采样的成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提出一种高压MOSFET双向电流采样电路、电源管理芯片及移动电子设备，旨在提供一种大量程的双向电流采样电路。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出的高压MOSFET双向电流采样电路，应用于电源管理芯片，包括：
[0005]第一采样端及第二采样端，分别用于接入采样电流；
[0006]多个电流镜模块，多个所述电流镜模块并联于所述第一采样端及所述第二采样端之间，分别用于将接入的镜像电流进行信号处理，并在第一采样端接入采样电流时，将处理后的镜像电流经第一输出端输出，在第二采样端接入采样电流时，将处理后的镜像电流经第二输出端输出；其中，所述第二输出端输出的镜像电流与所述第一输出端输出的镜像电流方向相同；
[0007]主控模块，分别与所述第一采样端及所述第二采样端电连接，所述主控模块分别与多个所述电流镜模块的受控端电连接，用于根据所述采样电流的大小控制相应的所述电流镜模块工作，以调节所述电流镜模块的检测范围；
[0008]选择输出电路，所述选择输出电路的第一输入端及第一受控端分别与多个所述电流镜模块的第一输出端连接，所述选择输出电路的第二输入端及第二受控端分别与多个所述电流镜模块的第二输出端连接；用于在多个所述电流镜模块的控制下将所述第一输入端及所述第二输入端接入的镜像电流分别输出。
[0009]可选地，所述电流镜模块包括第一电阻、第二电阻、第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管；
[0010]所述第一MOS管的源极及所述第二MOS管的源极分别与所述第一采样端电连接，所
述第一MOS管的漏极及所述第三MOS管的漏极分别与所述第二采样端电连接，所述第一MOS管的栅极、所述第二MOS管的栅极及所述第三MOS管的栅极分别与所述主控单元电连接，所述第二MOS管的漏极为所述电流镜模块的第一输出端，并与所述第一电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端与所述选择输出电路的第一受控端连接；所述第三MOS管的源极为所述电流镜模块的第二输出端，并与所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端与所述选择输出电路的第二受控端连接。
[0011]可选地，所述电流镜模块具体为两个，分别为第一电流镜模块及第二电流镜模块；
[0012]所述第一电流镜模块中第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管的沟道长宽比为N：1：1；
[0013]所述第二电流镜模块中第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管的沟道长宽比为M：1：1；
[0014]其中，M>N>1，且M与N为正整数。
[0015]可选地，所述高压MOSFET双向电流采样电路还包括：
[0016]修调模块，所述修调模块的输入端与所述电流镜模块的输出端连接，所述修调模块的受控端与所述主控模块电连接；
[0017]所述主控模块还用于根据接入的采样电流输出修调控制信号至所述修调模块，以控制所述修调模块将接入的镜像电流进行修调处理后输出，以减小所述镜像电流的误差。
[0018]可选地，所述修调模块包括下拉电阻、第一可修调电阻、第二可修调电阻、转换电阻、第二放大器、第三放大器、第四MOS管及第五MOS管；
[0019]所述第二放大器的同相输入端分别与所述下拉电阻的第一端及所述电流镜模块的输出端连接，所述第二放大器的反相输入端与所述第一可修调电阻的第一端连接，所述第二放大器的输出端与所述第四MOS管的栅极连接；所述第四MOS管的源极与所述第一可修调电阻的第二端连接，所述第四MOS管的漏极与所述第二可修调电阻的第二端连接；所述第二可修调电阻的第一端用于接入直流电源，并与所述转换电阻r的第一端连接，所述第二可修调电阻的第三端与所述第三放大器的同相输入端连接；所述转换电阻r的第二端分别与所述第三放大器的反相输入端及所述第五MOS管的源极连接，所述转换电阻的第三端为所述修调模块的受控端；所述第五MOS管的栅极与所述三放大器的输出端连接，所述第五MOS管的漏极为所述修调模块的输出端；所述下拉电阻的第二端及所述第一可修调电阻的第三端分别接地。
[0020]可选地，所述电流镜模块中第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管的沟道占空比为N：1:1；输出电流io与采样电流in的关系式为：
[0021][0022]其中，R为转换电阻在所述电流镜模块中第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管的沟道占空比为N：1:1时的电阻值，R0为下拉电阻的电阻值。
[0023]可选地，所述主控模块包括：
[0024]电荷泵模块，分别与所述第一采样端及第二采样端电连接，所述电荷泵模块用于根据接入的采样电流的电压值，输出对应的量程控制信号；
[0025]逻辑控制电路，所述逻辑控制电路的第一输出端与所述修调模块的受控端连接，
所述逻辑控制电路的第二输出端与所述电荷泵模块的受控端连接，所述逻辑控制电路用于输出修调控制信号至所述修调模块，以控制所述修调模块对采样电流进行对应的修调处理；以及，用于输出量程选择信号至所述电荷泵模块，以控制所述电荷泵模块调节所述电流镜模块的检测量程。
[0026]可选地，所述选择输出电路包括：
[0027]选择控制电路，所述选择控制电路的第一输入端分别与多个所述电流镜模块的第一输出端连接，所述选择控制电路的第二输入端分别与多个所述电流镜模块的第二输出端连接，所述选择控制电路用于在接收到第一选择触发信号时，输出第一选择控制信号，在接收到第二选择触发信号时，输出第二选择控制信号；
[0028]正向开关电路及反向开关电路，所述正向开关电路的受控端及所述反向开关电路的受控端分别与所述选择控制电路电连接，所述正向开关电路的输入端为所述选择输出电路的第一输出端连接，所述反向开关电路的输入端为所述选择输出电路的第二输出端连接，所述正向开关电路的输出端及所述反向开关电路的输出端分别与所述修调模块的输入端连接；
[0029]所述正向开关电路用于在接收到所述第一选择触发信号时，将接入的镜像电流输出，所述反向开关电路用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压MOSFET双向电流采样电路，应用于电源管理芯片，其特征在于，包括：第一采样端及第二采样端，分别用于接入采样电流；多个电流镜模块，多个所述电流镜模块并联于所述第一采样端及所述第二采样端之间，分别用于将接入的镜像电流进行信号处理，并在第一采样端接入采样电流时，将处理后的镜像电流经第一输出端输出，在第二采样端接入采样电流时，将处理后的镜像电流经第二输出端输出；其中，所述第二输出端输出的镜像电流与所述第一输出端输出的镜像电流方向相同；主控模块，分别与所述第一采样端及所述第二采样端电连接，所述主控模块分别与多个所述电流镜模块的受控端电连接，用于根据所述采样电流的大小控制相应的所述电流镜模块工作，以调节所述电流镜模块的检测范围；选择输出电路，所述选择输出电路的第一输入端及第一受控端分别与多个所述电流镜模块的第一输出端连接，所述选择输出电路的第二输入端及第二受控端分别与多个所述电流镜模块的第二输出端连接；用于在多个所述电流镜模块的控制下将所述第一输入端及所述第二输入端接入的镜像电流分别输出。2.如权利要求1所述的高压MOSFET双向电流采样电路，其特征在于，所述电流镜模块包括第一电阻、第二电阻、第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管；所述第一MOS管的源极及所述第二MOS管的源极分别与所述第一采样端电连接，所述第一MOS管的漏极及所述第三MOS管的漏极分别与所述第二采样端电连接，所述第一MOS管的栅极、所述第二MOS管的栅极及所述第三MOS管的栅极分别与所述主控单元电连接，所述第二MOS管的漏极为所述电流镜模块的第一输出端，并与所述第一电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端与所述选择输出电路的第一受控端连接；所述第三MOS管的源极为所述电流镜模块的第二输出端，并与所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端与所述选择输出电路的第二受控端连接。3.如权利要求2所述的高压MOSFET双向电流采样电路，其特征在于，所述电流镜模块具体为两个，分别为第一电流镜模块及第二电流镜模块；所述第一电流镜模块中第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管的沟道长宽比为N：1：1；所述第二电流镜模块中第一MOS管、第二MOS管及第三MOS管的沟道长宽比为M：1：1；其中，M>N>1，且M与N为正整数。4.如权利要求5所述的高压MOSFET双向电流采样电路，其特征在于，所述高压MOSFET双向电流采样电路还包括：修调模块，所述修调模块的输入端与所述电流镜模块的输出端连接，所述修调模块的受控端与所述主控模块电连接；所述主控模块还用于根据接入的采样电流输出修调控制信号至所述修调模块，以控制所述修调模块将接入的镜像电流进行修调处理后输出，以减小所述镜像电流的误差。5.如权利要求4所述的高压MOSFET双向电流采样电路，其特征在于，所述修调模块包括下拉电阻、第一可修调电阻、第二可修调电阻、转换电阻、第二放大器、第三放大器、第四MOS管及第五MOS管；所述第二放大器的同相输入端分别与所述下拉电阻的第一端及所述电流镜模块的输出端连接，所述第二放大器的反相输入端与所述第一可修调电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志辉，
申请(专利权)人：辰芯半导体深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：