CN101871962A

CN101871962A - 电流检测方法及电路

Info

Publication number: CN101871962A
Application number: CN 201010186716
Authority: CN
Inventors: 邹諠; 张耀国; 沈立; 程玉华
Original assignee: Shanghai Research Institute of Microelectronics of Peking University
Current assignee: Shanghai Research Institute of Microelectronics of Peking University
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2010-10-27

Abstract

本发明公开了电流检测方法及电路，以提高检测精度，所述方法包括步骤：获取检测电流；生成基准电流；根据所述检测电流及基准电流，判断检测电流是否达到预定值；该电路包括：检测电流获取模块，用于获取检测电流；基准电流生成模块，用于生成基准电流；检测模块，用于基于检测电流获取模块获取的检测电流及基于基准电流生成模块生成的基准电流，检测出检测电流是否达到预定值。

Description

电流检测方法及电路

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及电流检测方法及电路。

背景技术

电流检测技术具有极为广泛的应用，许多***中都需要检测流入及流出电流的大小。例如电流保护/电流监测设备、可编程电流源、线性/开关模式电源、以及需要掌握流入流出电流比例的充电器货电池电量计量器等。由于很多应用是便携式的，因此电流检测电路通常还必须具有小体积、低功耗的特性。

图1是现有电流检测电路框架示意图，图2是现有电流检测电路的具体结构示意图，参考图1和图2，通常电流检测电路的原理为：

检测负载电流；在检测到负载电流达到预定值时，把检测到的电流转化为电压，并将该电压输入放大器AMP1两端，通过放大器后，触发后续电路。

从图2中可以得出：

V⁺-V^-＝R_s ^*ISS

V₊/2＝V_amp ⁺

\frac{V^{-} - \frac{V^{+}}{2}}{R} = \frac{\frac{V^{+}}{2} - V_{O}}{R}

进一步可以推导得到：

V_O＝V⁺-V^-＝R_s ^*ISS

上述检测方案能够实现较低精度的检测，但对于高精度要求，由于电阻匹配度要求高，输入电阻Rs一般有较大的误差值，因此很大可能引起电路不匹配，在电流未达到所述预定值时误判断为已经达到预定值，进而触发后续电路，引发整个电路的一系列问题。

发明内容

本发明提供电流检测方法及电路，以提高检测精度。

本发明提供的电流检测方法，包括步骤：获取检测电流；生成基准电流；根据所述检测电流及基准电流，判断检测电流是否达到预定值。

本发明提供的电流检测电路，包括：检测电流获取模块，用于获取检测电流；基准电流生成模块，用于生成基准电流；检测模块，用于基于检测电流获取模块获取的检测电流及基于基准电流生成模块生成的基准电流，检测出检测电流是否达到预定值。

与现有技术中仅基于检测电流来判断其是否达到预定值的方案相比，本发明的方案通过结合基准电流及检测电路来判断检测电流是否达到预定值，且基准电流的精度很高，因此能够大大提高检测的电流精度。

附图说明

图1为现有电流检测电路框架示意图；

图2为现有电流检测电路的具体结构示意图；

图3为本发明实施例电路框架示意图；

图4为本发明实施例电流检测电路的具体结构示意图。

具体实施方式

由于现有技术仅基于检测电流来判断其是否达到预定值，因此精度不高，本发明人提出可以通过结合检测电流及高精度的基准电流来检测检测电流是否达到预定值，这样能够提高检测精度。基于该思路，本实施例提供了下述多种电流检测方法及电路：

该检测方法包括步骤：

步骤1，获取检测电流；

步骤2，生成基准电流；

步骤3，根据所述检测电流及基准电流，判断检测电流是否达到预定值。

其中步骤3可以有多种实现方式，例如设置基准电流值等于预定值，判断检测电流值是否与基准电流值相等，若是，则达到，否则未达到；下面给出步骤3的几种实现方式：

方式一：

设置基准电流的电流值等于所述预定值；

在检测电流的等于基准电流的电流值的情况下，判断出检测电流达到预定值，否则判断出未达到预定值。

方式二：

步骤a1，生成基准合并电流，其电流值等于所述预定值与基准电流值之和，且该基准合并电流接入两条支路电流，其中一条支路电流为检测电流，另一条支路电流为基准电流；

步骤a2，判断检测电流值是否等于基准合并电流值和基准电流值之差，若相等，则判断出检测电流值达到预定值，否则判断出未达到。

方式三：

步骤b1，生成基准拆分电流，其电流值等于所述预定值与基准电流值之差，且基准电流接入两条支路电流，其中一条支路电流为检测电流，另一条支路电流为基准拆分电流；

步骤b2，判断检测电流是否等于基准拆分电流值与基准电流值之和，若相等，则判断出检测电流值达到预定值，否则判断出未达到。

通过上述电流检测方法，本实施例利用基准电流实现了电流检测，其检测精度高于现有方案的检测精度。

此外本实施例还给出了电流检测电路，以提高检测精度。该电路包括：

检测电流获取模块，用于获取检测电流；基准电流生成模块，用于生成基准电流；检测模块，用于基于检测电流获取模块获取的检测电流及基于基准电流生成模块生成的基准电流，检测出检测电流是否达到预定值。

其中检测模块可以有下述几种构成方案：

方案一，所述基准电流的电流值等于所述预定值；以及所述检测模块具体包括：检测电流接收子模块，用于接收检测电流；基准电流接收子模块，用于接收基准电流；比较子模块，用于比较基准电流和检测电流，若两者电流值相等，则确定检测电流达到预定值，否则确定检测电流未达到预定值。

方案二，所述检测模块，具体包括：基准合并电流生成子模块，用于生成基准合并电流，其电流值等于所述预定值与基准电流值之和，且该基准合并电流接入两条支路电流，其中一条支路电流为检测电流，另一条支路电流为基准电流；第一判断子模块，用于判断检测电流值是否等于基准合并电流值和基准电流值之差，若相等，则判断出检测电流值达到预定值，否则判断出未达到。

方案三，所述检测模块，具体包括：基准拆分电流生成子模块，用于生成基准拆分电流，其电流值等于所述预定值与基准电流值之差，且基准电流接入两条支路电流，其中一条支路电流为检测电流，另一条支路电流为基准拆分电流；第二判断子模块，用于判断检测电流是否等于基准拆分电流值与基准电流值之和，若相等，则判断出检测电流值达到预定值，否则判断出未达到。

下面给出一种电路结构实施例来阐述上述方案，以下假定检测电阻固定为Rs，检测电流为ISS，则检测电压为Rs*ISS，假定检测电压值为100mv。

本实施例的思路是：由带隙基准输出的标准电流生成电路，从基准电压模块中引出一个标准电压，再将此标准电压加在和检测电阻制作完全相同的Rs电阻上，使得电路对检测电阻值的误差相对不敏感，达到较好的性能，因而能得到精度较高的电流检测电路，同时非常易于根据需要进行更高精度的扩展，而且增加的面积也不大。

图3是本实施例的原理框图，主要是引入了右侧的由带隙基准输出引出的支路，其中，右侧的100mv电压是从带隙基准模块中直接输出的标准电压，能保证电压值的稳定，同时右侧的RS电阻是和左侧的检测电阻RS是在相同工艺，相同环境下制作的，这样保证电阻失配达到最小，同时，放大器AMP1与AMP2内部结构基本一致，两边的放大器同时通过电流镜结构输出电流给下面的AMP3进行比较，左侧放大器输出的是检测电流，右侧放大器输出的是标准电流做比较用，这样来实现一个比原来的方案更高精度的电流检测模块。

图4是本实施例具体电路结构图，右侧的输入是bandgap分压的精确100mv电压加在RS电阻上，此RS电阻是与电流检测端的RS电阻经相同环境，相同条件下制作的，经反馈回路和电流镜电路镜像后输入到运放一侧，而左侧是电流检测端检测到的电流ISS，直接通过电流镜结构输入到运放另一侧，若两边电流相等，则运放正常输出，整个电路正常工作。若两边电流不等，则运放起到放大作用，对后续电路有影响。通过这种途径来调整反馈，最终实现高精度的高端电流检测电路。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种电流检测方法，其特征在于，包括步骤：

获取检测电流；

生成基准电流；

根据所述检测电流及基准电流，判断检测电流是否达到预定值。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，基准电流的电流值等于所述预定值；以及

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述判断检测电流是否达到预定值，具体包括步骤：

生成基准合并电流，其电流值等于所述预定值与基准电流值之和，且该基准合并电流接入两条支路电流，其中一条支路电流为检测电流，另一条支路电流为基准电流；

判断检测电流值是否等于基准合并电流值和基准电流值之差，若相等，则判断出检测电流值达到预定值，否则判断出未达到。

4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述判断检测电流是否达到预定值，具体包括步骤：

生成基准拆分电流，其电流值等于所述预定值与基准电流值之差，且基准电流接入两条支路电流，其中一条支路电流为检测电流，另一条支路电流为基准拆分电流；

判断检测电流是否等于基准拆分电流值与基准电流值之和，若相等，则判断出检测电流值达到预定值，否则判断出未达到。

5.一种电流检测电路，其特征在于，包括：

检测电流获取模块，用于获取检测电流；

基准电流生成模块，用于生成基准电流；

检测模块，用于基于检测电流获取模块获取的检测电流及基于基准电流生成模块生成的基准电流，检测出检测电流是否达到预定值。

6.如权利要求5所述的电流检测电路，其特征在于，所述基准电流的电流值等于所述预定值；以及

所述检测模块具体包括：

检测电流接收子模块，用于接收检测电流；

基准电流接收子模块，用于接收基准电流；

比较子模块，用于比较基准电流和检测电流，若两者电流值相等，则确定检测电流达到预定值，否则确定检测电流未达到预定值。

7.如权利要求5所述的电流检测电路，其特征在于，所述检测模块，具体包括：

基准合并电流生成子模块，用于生成基准合并电流，其电流值等于所述预定值与基准电流值之和，且该基准合并电流接入两条支路电流，其中一条支路电流为检测电流，另一条支路电流为基准电流；

第一判断子模块，用于判断检测电流值是否等于基准合并电流值和基准电流值之差，若相等，则判断出检测电流值达到预定值，否则判断出未达到。

8.如权利要求5所述的电流检测电路，其特征在于，所述检测模块，具体包括：

基准拆分电流生成子模块，用于生成基准拆分电流，其电流值等于所述预定值与基准电流值之差，且基准电流接入两条支路电流，其中一条支路电流为检测电流，另一条支路电流为基准拆分电流；

第二判断子模块，用于判断检测电流是否等于基准拆分电流值与基准电流值之和，若相等，则判断出检测电流值达到预定值，否则判断出未达到。