CN110794194A - 一种mosfet电流检测电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种MOSFET电流检测电路及方法，包括功率开关管、检测开关管、热敏电阻、定值电阻和电压检测电路；功率开关管与检测开关管同步开关，功率开关管开通时，检测电路电压与功率开关管DS端电压相对应，进而得到功率开关管的电流，本发明的有益效果在于：热敏电阻阻值变化与待检测开关管导通电阻值随温度变化相应变化，以抵消导通电阻值随温度变化对检测电流的影响；通过选择适当温度系数的热敏电阻使得检测电流不随温度的变化而变化，补偿了待检测开关管导通阻值的温度特性，从而减小或消除温度对测量精度的影响，该检测电路具有检测精度高，温度特性好的优点。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种电流检测方法，尤其涉及一种MOSFET电流检测电路及方法。
【背景技术】
开关电源中通常需要检测电流来进行电流控制或预防电流超过限定值，电流检测多数是通过把电流信号映射成电压信号来达到检测目的；比较常用的方法是将检测电阻串联在被检测电流所在的回路中，通过检测电阻两端电压来确定被检测电流；但检测电阻会产生额外的损耗，特别是当电路中流过较大电流时，检测电阻产生的压降增大，损耗增加，为此，当被检测电流越大，要求检测电阻的阻值越小，而阻值越小，电阻精度越难控制，参数离散性越严重，从而影响检测精度。
【发明内容】
本发明目的在于解决检测精度低，受温度影响较大的问题，提供的一种MOSFET电流检测电路及方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种MOSFET电流检测电路，包括功率开关管、检测开关管、热敏电阻、定值电阻和电压检测电路；所述功率开关管与所述检测开关管同步开关，所述功率开关管开通时，所述检测电路电压与功率开关管DS端电压相对应，进而得到功率开关管的电流。
所述待检测功率开关管与检测开关管镜像连接，所述热敏电阻、定值电阻与所述检测开关管串联，所述热敏电阻与待检测开关管导通电阻随温度改变阻值变化相应变化，补偿了待检测开关管导通阻值的温度特性。
所述检测开关管先串联所述定值电阻再串联热敏电阻，所述电压传感器设于所述定值电阻与所述热敏电阻之间。
将各个元器件分别设定一个符号，该电路包括功率开关管Q4，导通阻值Ron，检测开关管Q3，流过检测开关管Q3的电流相比功率开关管Q4很小，且导通阻值Ron相比与之串联的电阻极小，故检测开关管Q3导通电阻引起的电压降可忽略不计，热敏电阻R3，定值电阻R2，电压检测Vs为热敏电阻的电压；
所述功率开关管Q4的电流计算方法为：Id＝Vd/Ron＝(R3+R2)*Vs/(R3*Ron)；
采用适当温度系数的热敏电阻R6使(R3+R2)/(R3*Ron)近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q4的导通电阻随温度变化的影响。
所述检测开关管先串联所述热敏电阻再串联定值电阻，所述电压传感器设于所述热敏电阻与所述定值电阻之间。
将各个元器件分别设定一个符号，该电路包括功率开关管Q1，导通阻值Ron1，检测开关管Q2，导通阻值Ron2，检测开关管Q2导通电阻引起的电压降可忽略不计，热敏电阻R6，定值电阻R1，检测电压Vs为定值电阻R1的电压；
所述功率开关管Q5的电流计算方式为：Id＝(R1+R6)*Vs/(R1*Ron)；
采用适当温度系数的热敏电阻R6使得(R1+R6)/Ron随温度变化为近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q5的导通电阻随温度变化的影响。
还包括第二定值电阻，所述检测开关管先串联所述定值电阻、热敏电阻再串联第二定值电阻，所述电压传感器设于所述定值电阻与所述热敏电阻之间；
所述功率开关管Q7的电流计算方式为：Id＝(R7+R8+R9)*Vs/((R7+R9)*Ron)采用适当温度系数的热敏电阻R7使得(R7+R8+R9)/((R7+R9)*Ron)随温度变化为近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q7的导通电阻随温度变化的影响。
还包括第二热敏电阻，所述检测开关管先串联所述热敏电阻再串联第二热敏电阻，所述电压传感器设于所述热敏电阻与所述第二热敏电阻之间。
将各个元器件分别设定一个符号，该电路包括功率开关管Q5，导通阻值Ron1，检测开关管Q6，导通阻值Ron2，检测开关管Q6导通电阻引起的电压降可忽略不计，热敏电阻R5，第二热敏电阻R4，检测电压Vs为第二热敏电阻R4的电压；
所述功率开关管Q5的电流计算方法为：Id＝(R5+R4)*Vs/(R4*Ron)；
采用适当温度系数的第二热敏电阻R4使得(R5+R4)/(R4*Ron)随温度变化为近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q5的导通电阻随温度变化的影响。
本发明的有益效果在于：热敏电阻阻值变化与待检测开关管导通电阻值随温度变化相应变化，以抵消导通电阻值随温度变化对检测电流的影响；通过选择适当温度系数的热敏电阻使得检测电流不随温度的变化而变化，补偿了待检测开关管导通阻值的温度特性，从而减小或消除温度对测量精度的影响，该检测电路具有检测精度高，温度特性好的优点。
【附图说明】
图1为本发明MOSFET电流检测电路及方法的电路图之一；
图2为本发明MOSFET电流检测电路及方法的电路图之二；
图3为本发明MOSFET电流检测电路及方法的电路图之三；
图4为本发明MOSFET电流检测电路及方法的电路图之四；
【具体实施方式】
下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步描述：
实施例1：如图1所示，一种MOSFET电流检测电路，包括功率开关管Q4、检测开关管Q3、热敏电阻R3、定值电阻R2和电压检测电路；所述功率开关管Q4与所述检测开关管Q3同步开关，所述功率开关管Q4开通时，所述检测电路电压与功率开关管Q4 DS端电压相对应，进而得到功率开关管Q4的电流。
所述待检测功率开关管Q4与检测开关管Q3镜像连接，所述热敏电阻R3、定值电阻R2与所述检测开关管Q3串联，所述热敏电阻R3与待检测开关管Q3导通电阻随温度改变阻值变化相应变化，补偿了待检测开关管Q3导通阻值的温度特性。
所述检测开关管Q3先串联所述定值电阻R2再串联热敏电阻R3，所述电压传感器Vs设于所述定值电阻R2与所述热敏电阻R3之间。
MOSFET电流检测方法：该电路包括功率开关管Q4，导通阻值Ron，检测开关管Q3，流过检测开关管Q3的电流相比功率开关管Q4很小，且导通阻值Ron相比与之串联的电阻极小，故检测开关管Q3导通电阻引起的电压降可忽略不计，热敏电阻R3，定值电阻R2，电压检测Vs为热敏电阻的电压；
所述功率开关管Q4的电流计算方法为：Id＝Vd/Ron＝(R3+R2)*Vs/(R3*Ron)；
采用适当温度系数的热敏电阻R6使(R3+R2)/(R3*Ron)近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q4的导通电阻随温度变化的影响。
实施例2：如图2所示，一种MOSFET电流检测电路，包括功率开关管Q1、检测开关管Q2、热敏电阻R6、定值电阻R1和电压检测电路；所述功率开关管Q1与所述检测开关管Q2同步开关，所述功率开关管Q1开通时，所述检测电路电压与功率开关管Q1 DS端电压相对应，进而得到功率开关管Q1的电流。
所述待检测功率开关管Q1与检测开关管Q2镜像连接，所述热敏电阻R6、定值电阻R1与所述检测开关管Q2串联，所述热敏电阻R6与待检测开关管Q2导通电阻随温度改变阻值变化相应变化，补偿了待检测开关管Q2导通阻值的温度特性。
所述检测开关管Q2先串联所述热敏电阻R6再串联定值电阻R1，所述电压传感器Vs设于所述热敏电阻R6与所述定值电阻R1之间。
MOSFET电流检测方法：该电路包括功率开关管Q1，导通阻值Ron1，检测开关管Q2，导通阻值Ron2，检测开关管Q2导通电阻引起的电压降可忽略不计，热敏电阻R6，定值电阻R1，检测电压Vs为定值电阻R1的电压；
所述功率开关管Q5的电流计算方式为：Id＝(R1+R6)*Vs/(R1*Ron)；
采用适当温度系数的热敏电阻R6使得(R1+R6)/Ron随温度变化为近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q5的导通电阻随温度变化的影响。
实施例3：如图3所示，一种MOSFET电流检测电路，包括功率开关管Q7、检测开关管Q8、热敏电阻R7、定值电阻R8和电压检测电路；所述功率开关管Q7与所述检测开关管Q8同步开关，所述功率开关管Q7开通时，所述检测电路电压与功率开关管Q7 DS端电压相对应，进而得到功率开关管Q7的电流。
所述待检测功率开关管Q7与检测开关管Q8镜像连接，所述热敏电阻R7、定值电阻R8与所述检测开关管Q8串联，所述热敏电阻R7与待检测开关管Q8导通电阻随温度改变阻值变化相应变化，补偿了待检测开关管Q8导通阻值的温度特性。
还包括第二定值电阻R9，所述检测开关管Q8先串联所述定值电阻R8、热敏电阻R7再串联第二定值电阻R9，所述电压传感器Vs设于所述定值电阻R8与所述热敏电阻R7之间；
所述功率开关管Q7的电流计算方式为：Id＝(R7+R8+R9)*Vs/((R7+R9)*Ron)采用适当温度系数的热敏电阻R7使得(R7+R8+R9)/((R7+R9)*Ron)随温度变化为近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q7的导通电阻随温度变化的影响。
实施例4：如图4所示，一种MOSFET电流检测电路，包括功率开关管Q5、检测开关管Q6、热敏电阻R5、定值电阻和电压检测电路；所述功率开关管Q5与所述检测开关管Q6同步开关，所述功率开关管Q5开通时，所述检测电路电压与功率开关管Q5 DS端电压相对应，进而得到功率开关管Q5的电流。
所述待检测功率开关管Q5与检测开关管Q6镜像连接，所述热敏电阻R5、定值电阻与所述检测开关管Q6串联，所述热敏电阻R5与待检测开关管Q6导通电阻随温度改变阻值变化相应变化，补偿了待检测开关管Q6导通阻值的温度特性。
还包括第二热敏电阻R4，所述检测开关管Q6先串联所述热敏电阻R5再串联第二热敏电阻R4，所述电压传感器Vs设于所述热敏电阻R5与所述第二热敏电阻R4之间。
MOSFET电流检测方法：该电路包括功率开关管Q5，导通阻值Ron1，检测开关管Q6，导通阻值Ron2，检测开关管Q6导通电阻引起的电压降可忽略不计，热敏电阻R5，热敏电阻R4，检测电压Vs为热敏电阻R4的电压；
所述功率开关管Q5的电流计算方法为：Id＝(R5+R4)*Vs/(R4*Ron)；
采用适当温度系数的第二热敏电阻R4使得(R5+R4)/(R4*Ron)随温度变化为近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q5的导通电阻随温度变化的影响。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (9)
1.一种MOSFET电流检测电路，其特征在于，包括功率开关管、检测开关管、热敏电阻、定值电阻和电压检测电路；所述功率开关管与所述检测开关管同步开关，所述功率开关管开通时，所述检测电路电压与功率开关管DS端电压相对应，进而得到功率开关管的电流。
2.根据权利要求1所述的MOSFET电流检测电路，其特征在于：所述待检测功率开关管与检测开关管镜像连接，所述热敏电阻、定值电阻与所述检测开关管串联，所述热敏电阻与待检测开关管导通电阻随温度改变阻值变化相应变化，补偿了待检测开关管导通阻值的温度特性。
3.根据权利要求2所述的MOSFET电流检测电路，其特征在于：所述检测开关管先串联所述定值电阻再串联热敏电阻，所述电压传感器设于所述定值电阻与所述热敏电阻之间。
4.根据权利要求3所述的MOSFET电流检测方法，其特征在于：将各个元器件分别设定一个符号，该电路包括功率开关管Q4，导通阻值Ron，检测开关管Q3，流过检测开关管Q3的电流相比功率开关管Q4很小，且导通阻值Ron相比与之串联的电阻极小，故检测开关管Q3导通电阻引起的电压降可忽略不计，热敏电阻R3，定值电阻R2，电压检测Vs为热敏电阻的电压；
所述功率开关管Q4的电流计算方法为：Id＝Vd/Ron＝(R3+R2)*Vs/(R3*Ron)；
采用适当温度系数的热敏电阻R6使(R3+R2)/(R3*Ron)近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q4的导通电阻随温度变化的影响。
5.根据权利要求2所述的MOSFET电流检测电路，其特征在于：所述检测开关管先串联所述热敏电阻再串联定值电阻，所述电压传感器设于所述热敏电阻与所述定值电阻之间。
6.根据权利要求5所述的MOSFET电流检测方法，其特征在于：将各个元器件分别设定一个符号，该电路包括功率开关管Q1，导通阻值Ron1，检测开关管Q2，导通阻值Ron2，检测开关管Q2导通电阻引起的电压降可忽略不计，热敏电阻R6，定值电阻R1，检测电压Vs为定值电阻R1的电压；
所述功率开关管Q5的电流计算方式为：Id＝(R1+R6)*Vs/(R1*Ron)；
采用适当温度系数的热敏电阻R6使得(R1+R6)/(R1*Ron)随温度变化为近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q5的导通电阻随温度变化的影响。
7.根据权利要求2所述的MOSFET电流检测电路，其特征在于：还包括第二定值电阻，所述检测开关管先串联所述定值电阻、热敏电阻再串联第二定值电阻，所述电压传感器设于所述定值电阻与所述热敏电阻之间；
所述功率开关管Q7的电流计算方式为：Id＝(R7+R8+R9)*Vs/((R7+R9)*Ron)
采用适当温度系数的热敏电阻R7使得(R7+R8+R9)/((R7+R9)*Ron)随温度变化为近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q7的导通电阻随温度变化的影响。
8.根据权利要求2所述的MOSFET电流检测电路，其特征在于：还包括第二热敏电阻，所述检测开关管先串联所述热敏电阻再串联第二热敏电阻，所述电压传感器设于所述热敏电阻与所述第二热敏电阻之间。
9.根据权利要求8所述的MOSFET电流检测方法，其特征在于：将各个元器件分别设定一个符号，该电路包括功率开关管Q5，导通阻值Ron1，检测开关管Q6，导通阻值Ron2，检测开关管Q6导通电阻引起的电压降可忽略不计，热敏电阻R5，第二热敏电阻R4，检测电压Vs为第二热敏电阻R4的电压；
所述功率开关管Q5的电流计算方法为：Id＝(R5+R4)*Vs/(R4*Ron)；
采用适当温度系数的第二热敏电阻R4使得(R5+R4)/(R4*Ron)随温度变化为近似为常数，则检测电流不受功率开关管Q5的导通电阻随温度变化的影响。
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| CN112349715A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-09 | 上海若坝思特半导体有限公司 | 具有温度及电压检测功能的功率半导体器件及制作方法 |
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| CN112349715A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-09 | 上海若坝思特半导体有限公司 | 具有温度及电压检测功能的功率半导体器件及制作方法 |
| CN112349715B (zh) * | 2020-11-05 | 2024-03-26 | 宁波宝芯源功率半导体有限公司 | 具有温度及电压检测功能的功率半导体器件及制作方法 |
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