CN104716108A - 一种igbt模块内置电流传感芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IGBT模块内置电流传感芯片，包括一传感单元，所述传感单元与IGBT桥臂相连接，还包括将传感单元获取的传感信号进行增益调整的可编程增益、检测传感芯片周围环境温度的温度补偿单元、对传感芯片进行编程控制和通信管理的控制器单元、以及对传感单元的输出数据进行修正的零点修正单元；所述可编程增益与所述传感单元相接；所述温度补偿单元、控制器单元和零点修正单元与所述可编程增益相接。本发明采用了一种抗外场干扰的传感器单元，可以很好地解决周围磁场干扰以及导线串扰的问题，并且本发明能直接封装到IGBT的输出桥臂上，其体积小，具有很强的抗干扰性，从而实现了一种简单高精度抗干扰的电流传感。
Description
技术领域
本发明涉及一种芯片，尤其涉及一种IGBT模块内置电流传感芯片。
背景技术
由于IGBT封装在一个狭小的空间内，传统的电流传感器模块由于体积问题很难封装到IGBT桥臂中。而使用传统的电流传感芯片，虽然封装在里面可行，但是由于传感芯片不具备抗外场干扰的能力，在IGBT封装体内电流彼此之间相互干扰，导致电流检测不准，杂波很大。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种具有体积小、抗干扰性强的IGBT模块内置电流传感芯片。
本发明的技术方案是：一种IGBT模块内置电流传感芯片，包括一传感单元，所述传感单元与IGBT桥臂相连接；还包括将传感单元获取的传感信号进行增益调整的可编程增益、检测传感芯片周围环境温度的温度补偿单元、对传感芯片进行编程控制和通信管理的控制器单元、以及对传感单元的输出数据进行修正的零点修正单元；所述可编程增益与所述传感单元相接；所述温度补偿单元、控制器单元和零点修正单元与所述可编程增益相接。
优选地，所述温度补偿单元包括温度传感器、与所述温度传感器相接的模数转换器、以及与所述模数转换器相接的寄存器；所述寄存器与所述可编程增益相接。
优选地，所述控制器单元包括通讯接口、控制器和可编程单元；所述通讯接口连接所述控制器，所述控制器连接所述可编程单元；所述可编程单元分别与可编程增益、零点修正单元相接。
优选地，还包括一可编程基准，该可编程基准与所述可编程增益相接；所述可编程基准一端接入外部供电，一端接地。
优选地，所述零点修正单元连接一高精度电压输出，该高精度电压输出通过输出端与外部处理传感数据的处理器相接。
优选地，所述传感单元包含四个磁传感单元及一根检测导线；所述四个磁传感单元呈长方形阵列排列，所述检测导线平行于所述四个磁传感单元所在平面，且所述检测导线距所述各磁传感单元的距离相等，所述各磁传感单元的输出经差分放大单元后输出。
优选地，所述检测导线在所述四个磁传感单元所在的平面内。
优选地，所述四个磁传感单元呈正方形阵列排列。
优选地，所述磁传感单元为霍尔传感单元、巨磁阻传感单元或磁通门传感单元。
优选地，所述传感芯片为巨磁阻感应芯片、霍尔传感芯片或磁通门传感芯片。
本发明采用了一种抗外场干扰的传感器单元，可以很好地解决周围磁场干扰以及导线串扰的问题，并且本发明能直接封装到IGBT的输出桥臂上，其体积小，具有很强的抗干扰性，从而实现了一种简单高精度抗干扰的电流传感。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、技术特征、发明目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参考图1所示，为本发明的一种IGBT模块内置电流传感芯片10，本发明中的传感芯片10可采用巨磁阻感应芯片、霍尔传感芯片或磁通门传感芯片等磁传感芯片其中的任意一种。本发明包括传感单元1，该传感单元1与IGBT桥臂2相连接。
本发明中的传感单元1包含四个磁传感单元11及一根检测导线(图中未示出)。四个磁传感单元11为单独的霍尔传感单元、巨磁阻传感单元或磁通门传感单元的一种，或者为这几种传感单元的相互组合，可以配置成为差分状态或者积分状态。
上述四个磁传感单元11呈长方形或正方形阵列排列，所述检测导线平行于所述四个磁传感单元11所在平面，且所述检测导线距所述各磁传感单元11的距离相等，并且检测导线在所述四个磁传感单元11所在的平面内，所述各磁传感单元11的输出经差分放大单元后输出。
本发明还包括将传感单元1获取的传感信号进行增益调整的可编程增益3、检测传感芯片10周围环境温度的温度补偿单元4、对传感芯片10进行编程控制和通信管理的控制器单元5、以及对传感单元1的输出数据进行修正的零点修正单元6。
本发明中的可编程增益3与所述传感单元1相接，进行双向信息传输，可编程增益3将传感单元1获取的传感信号进行增益调整，根据温度调节电压；所述温度补偿单元4、控制器单元5和零点修正单元6与所述可编程增益3相接，进行信息传输。
本发明中的温度补偿单元4包括温度传感器41、与所述温度传感器41相接的模数转换器42、以及与所述模数转换器42相接的寄存器43；寄存器43与所述可编程增益3相接，进行信息传输。
其中温度传感器41用于检测传感芯片10周围的环境温度，模数转换器42将温度传感器41获取的温度信息转换成为数字量，寄存器43则是将温度传感器41的温度特性数据信息进行存储，寄存器43的内部存储了多个温度点特征数据，通过温度传感器41，获取温度参数，然后回读该温度特性数据，叠加到可编程增益3，从而消除温度变化给温度传感器41带来的误差影响。
本发明中的控制器单元5包括通讯接口51、控制器52和可编程单元53；通讯接口51连接所述控制器52，所述控制器52连接所述可编程单元53；所述可编程单元53分别与可编程增益3、零点修正单元6相接，进行信息传输。
所述零点修正单元6进行调整电压波动，并设置零点漂移，其连接一高精度电压输出61，该高精度电压输出61通过输出端62与外部处理传感数据的处理器相接，进行信息传输；其中高精度电压输出61将传感器的信号调整为电压输出，也可以调整为数字信号输出。
本发明还包括一可编程基准7，该可编程基准7与所述可编程增益3相接；所述可编程基准3一端接入外部供电31，一端接地32。
本发明中的传感芯片通过磁电耦合原来检测流经芯片电流产生的磁场，而该磁场与原边电流成一定线性关系，传感芯片获取该电流信号后经过可编程增益进行增益修改，通过温漂矫正单元进行温度矫正，通过零点修正单元进行零点调整，而这些参数调整是通过内置的数值处理控制器来完成。再完成所有信号处理后通过高精度模拟输出模块将信号输出。
本发明采用了一种抗外场干扰的传感器单元，可以很好地解决周围磁场干扰以及导线串扰的问题，并且本发明能直接封装到IGBT的输出桥臂上，其体积小，具有很强的抗干扰性，从而实现了一种简单高精度抗干扰的电流传感。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。
Claims (10)
1.一种IGBT模块内置电流传感芯片，包括一传感单元，所述传感单元与IGBT桥臂相连接，其特征在于：还包括将传感单元获取的传感信号进行增益调整的可编程增益、检测传感芯片周围环境温度的温度补偿单元、对传感芯片进行编程控制和通信管理的控制器单元、以及对传感单元的输出数据进行修正的零点修正单元；所述可编程增益与所述传感单元相接；所述温度补偿单元、控制器单元和零点修正单元与所述可编程增益相接。
2.根据权利要求1所述的IGBT模块内置电流传感芯片，其特征在于：所述温度补偿单元包括温度传感器、与所述温度传感器相接的模数转换器、以及与所述模数转换器相接的寄存器；所述寄存器与所述可编程增益相接。
3.根据权利要求1所述的IGBT模块内置电流传感芯片，其特征在于：所述控制器单元包括通讯接口、控制器和可编程单元；所述通讯接口连接所述控制器，所述控制器连接所述可编程单元；所述可编程单元分别与可编程增益、零点修正单元相接。
4.根据权利要求1所述的IGBT模块内置电流传感芯片，其特征在于：还包括一可编程基准，该可编程基准与所述可编程增益相接；所述可编程基准一端接入外部供电，一端接地。
5.根据权利要求1所述的IGBT模块内置电流传感芯片，其特征在于：所述零点修正单元连接一高精度电压输出，该高精度电压输出通过输出端与外部处理传感数据的处理器相接。
6.根据权利要求1所述的IGBT模块内置电流传感芯片，其特征在于：所述传感单元包含四个磁传感单元及一根检测导线；所述四个磁传感单元呈长方形阵列排列，所述检测导线平行于所述四个磁传感单元所在平面，且所述检测导线距所述各磁传感单元的距离相等，所述各磁传感单元的输出经差分放大单元后输出。
7.根据权利要求6所述的IGBT模块内置电流传感芯片，其特征在于：所述检测导线在所述四个磁传感单元所在的平面内。
8.根据权利要求6或7所述的IGBT模块内置电流传感芯片，其特征在于：所述四个磁传感单元呈正方形阵列排列。
9.根据权利要求6或7所述的IGBT模块内置电流传感芯片，其特征在于：所述磁传感单元为霍尔传感单元、巨磁阻传感单元或磁通门传感单元。
10.根据权利要求1至6任一项所述的IGBT模块内置电流传感芯片，其特征在于：所述传感芯片为巨磁阻感应芯片、霍尔传感芯片或磁通门传感芯片。
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Denomination of invention: IGBT module built-in current sensing chip Effective date of registration: 20180612 Granted publication date: 20170503 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd Jiaxing science and Technology Branch Pledgor: ZHEJIANG JUCI INTELLIGENT TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: 2018330000147 |
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Date of cancellation: 20220111 Granted publication date: 20170503 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Jiaxing science and Technology Branch Pledgor: ZHEJIANG MAGTRON INTELLIGENT TECHNOLOGY LIMITED COOPERATION Registration number: 2018330000147 |
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Denomination of invention: A built-in current sensing chip of IGBT module Effective date of registration: 20220113 Granted publication date: 20170503 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. South Lake branch Pledgor: ZHEJIANG MAGTRON INTELLIGENT TECHNOLOGY LIMITED COOPERATION Registration number: Y2022330000028 |