CN104730316A - 一种侦测power mos电流的方法 - Google Patents

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CN104730316A CN201510120461.7A CN201510120461A CN104730316A CN 104730316 A CN104730316 A CN 104730316A CN 201510120461 A CN201510120461 A CN 201510120461A CN 104730316 A CN104730316 A CN 104730316A
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陆岩
王武军
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Abstract

本发明公开一种侦测POWER MOS电流的方法，属于服务器板载电源设计领域；具体步骤为：划分POWER MOS 的cell mos单元为两部分，作为功率MOS流过电流部分包含n1个cell，作为侦测电流的部分包含n2个cell，其中n1﹥﹥n2；电流关系为In1=n1/n2*In2；将电阻和放大器集成封装在芯片里，将芯片中的放大器正负极输入端连接到POWER MOS电路中，放大器输出的电压信号测算n1与n2的关系，其中电压信号V= In1*n2/n1*R，得出In1的数据作为侦测POWER MOS电流的数据；本发明电流侦测线路简单，易于LAYOUT设计，并且可以灵活布局，降低PCB的占用面积，且不受占空比、温度、PCB布局、Switch Noise及外围元件误差的影响，电流侦测更准确的目的。

Description

一种侦测POWER MOS电流的方法
技术领域
本发明公开一种侦测POWER MOS电流的方法，属于服务器板载的电源设计领域。
背景技术
在服务器的板载电源设计中，电源IC对于电流信息侦测的精准度要求十分严格，但是目前现有的技术对于电流的侦测并不完善，很多因素影响电流信息侦测的精准度，比如温度，PCB布局及元器件本身的误差等，这些因素容易导致电流侦测结果与实际的电流值偏差很大。目前传统的电流侦测方法主要有两种：一是侦测输出电感DCR：
但由于DCR寄生在电感里面并不能直接量测，需要增加围外器件来进行量测，增加了layout的难度；而电感的DCR 本身误差比较大，且受温度影响比较大，为了得到准确的结果还需要温度补偿线路，调试困难；用来侦测的外围元器件本身也有一定的误差，也会对侦测结果造成偏差。
二是侦测MOS的rDS(ON)：
单独侦测Upper MOSFET或者Bottom MOSFET，只能得到开启或者关断时间的电流信息，不能得到完整的电流信息；导致MOS的rDS(ON)数据误差大，且受温度影响比较大，为了得到准确的结果同样需要温度补偿线路，调试困难；而服务器CPU核电压又比较小，占空比就比较小，要想得到准确的流过Upper MOSFET rDS(ON)，很困难；侦测的结果很容易受到Switch Noise的影响，而得到错误的电流信息。针对传统方法的缺陷和不足，本发明提供了一种侦测POWER MOS电流的方法，将电流侦测线路与功率 MOSFET结合封装在相同的芯片里，设置成带有电流侦测线路的电压信号芯片，而电压信号芯片，不仅使电流侦测线路简单，易于LAYOUT设计，并且可以灵活布局，降低PCB的占用面积且不受占空比、温度、PCB布局、Switch Noise及外围元件误差的影响，电流侦测更准确。
POWER MOSFET, power metal oxide semiconductor field effect transistor,大功率金属氧化物半导体场效晶体管。
发明内容
本发明针对传统电流信息侦测方法layout设计难度大，且受外界环境因素多，误差大的问题，提供一种侦测POWER MOS电流的方法，达到电流侦测线路简单，易于LAYOUT设计，并且可以灵活布局，降低PCB的占用面积，且不受占空比、温度、PCB布局、Switch Noise及外围元件误差的影响，电流侦测更准确的目的。
本发明提出的具体方案是：
一种侦测POWER MOS电流的方法，具体步骤如下：
划分POWER MOS 的cell mos单元为两部分，作为功率MOS流过电流部分包含n1个cell，作为侦测电流的部分包含n2个cell，其中n1﹥﹥n2；n1和n2电流关系为In1=n1/n2*In2；
将电阻和放大器集成封装在芯片里，将芯片中的放大器正负极输入端连接到POWER MOS电路中，放大器输出的电压信号测算n1与n2的关系，其中电压信号V= In1*n2/n1*R，得出In1的数据作为侦测POWER MOS电流的数据。
通过电压信号得到In1的数据，通过电流关系In1=n1/n2*In2，得出In2数据，In1 +In2得到校正后POWER MOS电流的数据。
一种侦测POWER MOS电流的装置，包括POWER MOS 的cell mos单元，电压信号检测芯片；
POWER MOS 的cell mos单元分成为两部分，一部分包含n1个cell，另一部分包含n2个cell，n1﹥﹥n2，n1与n2的关系为In1=n1/n2*In2；
电压信号检测芯片是电阻和放大器集成封装在芯片里，将芯片中的放大器正负极输入端连接到POWER MOS电路中，放大器输出端输出的电压信号，其中电压信号V= In1*n2/n1*R。
本发明的有益之处是：本发明提供了一种侦测POWER MOS电流的方法，将电流侦测线路与功率 MOSFET结合封装在相同的芯片里，设置成带有电流侦测线路的电压信号芯片，而电压信号芯片，不仅使电流侦测线路简单，易于LAYOUT设计，并且可以灵活布局，降低PCB的占用面积且不受占空比、温度、PCB布局、Switch Noise及外围元件误差的影响，电流侦测更准确。
附图说明
图1 侦测输出电感DCR的电路示意图；
图2侦测MOS的Upper rDS(ON)的电路示意图；
图3侦测MOS的Bottom rDS(ON)的电路示意图；
图4本发明电路示意图。
具体实施方式
结合附图，对本发明做进一步说明。
其中图1是传统方法中侦测输出电感DCR的电路示意图；
其由于DCR寄生在电感里面并不能直接量测，需要增加围外器件来进行量测，增加了layout的难度；而电感的DCR 本身误差比较大，结果受外界影响比较严重。
图2和图3是侦测MOS的rDS(ON)的电路示意图；
其中单独侦测Upper MOSFET或者Bottom MOSFET，只能得到开启或者关断时间的电流信息，不能得到完整的电流信息；导致MOS的rDS(ON)数据误差大，而且结果受外界影响也比较严重。
图4是本发明电路示意图；其中iD是带侦测电流，iS相当于本发明方法的In1，VSENSE即为电压信号V。
一种侦测POWER MOS电流的方法，具体步骤如下：
划分POWER MOS 的cell mos单元为两部分，作为功率MOS流过电流部分包含n1个cell，作为侦测电流的部分包含n2个cell，其中n1﹥﹥n2；n1和n2电流关系为In1=n1/n2*In2；其中图中Is
将电阻和放大器集成封装在芯片里，将芯片中的放大器正负极输入端连接到POWER MOS电路中，放大器输出的电压信号测算n1与n2的关系，其中电压信号V= In1*n2/n1*R，得出In1的数据作为侦测POWER MOS电流的数据。由于n1﹥﹥n2，基本不影响侦测结果。当然通过电压信号得到In1的数据，通过电流关系In1=n1/n2*In2，得出In2数据，In1 +In2得到校正后POWER MOS电流的数据。
同时本发明的一种侦测POWER MOS电流的装置，包括POWER MOS 的cell mos单元，电压信号检测芯片；
POWER MOS 的cell mos单元分成为两部分，一部分包含n1个cell，另一部分包含n2个cell，n1﹥﹥n2，n1与n2的关系为In1=n1/n2*In2；
电压信号检测芯片是电阻和放大器集成封装在芯片里，将芯片中的放大器正负极输入端连接到POWER MOS电路中，放大器输出端输出的电压信号，其中电压信号V= In1*n2/n1*R。

Claims (3)

1.一种侦测POWER MOS电流的方法，其特征是具体步骤如下：
划分POWER MOS 的cell mos单元为两部分，作为功率MOS流过电流部分包含n1个cell，作为侦测电流的部分包含n2个cell，其中n1﹥﹥n2；n1和n2电流关系为In1=n1/n2*In2；
将电阻和放大器集成封装在芯片里，将芯片中的放大器正负极输入端连接到POWER MOS电路中，放大器输出的电压信号测算n1与n2的关系，其中电压信号V= In1*n2/n1*R，得出In1的数据作为侦测POWER MOS电流的数据。
2.根据权利要求1所述的一种侦测POWER MOS电流的方法，其特征是通过电压信号得到In1的数据，通过电流关系In1=n1/n2*In2，得出In2数据，In1 +In2得到校正后POWER MOS电流的数据。
3.一种侦测POWER MOS电流的装置，其特征是包括POWER MOS 的cell mos单元，电压信号检测芯片；
POWER MOS 的cell mos单元分成为两部分，一部分包含n1个cell，另一部分包含n2个cell，n1﹥﹥n2，n1与n2的关系为In1=n1/n2*In2；
电压信号检测芯片是电阻和放大器集成封装在芯片里，将芯片中的放大器正负极输入端连接到POWER MOS电路中，放大器输出端输出的电压信号，其中电压信号V= In1*n2/n1*R。
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