CN112014616A - 电流检测设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种电流检测设备包括：被配置成传导直流或交变电流的功率开关；具有第一漏极/源极端子和栅极的检测开关；所述检测开关的所述第一漏极/源极端子和栅极分别与所述功率开关的第一漏极/源极端子以及栅极连接；具有第一输入端以及第二输入端的放大器；所述放大器的所述第一输入端和所述第二输入端分别与所述功率开关的第二漏极/源极端子连接和所述检测开关的第二漏极/源极端子连接；具有栅极的第一电流检测处理开关，所述第一电流检测处理开关的所述栅极与所述放大器的输出端连接。

Description

电流检测设备和方法
技术领域
本发明涉及电流检测设备，并且在特定实施例中，尤其涉及无线充电系统中的高效电流检测设备。
背景技术
随着技术进一步发展，无线电能传输作为用于为诸如移动电话、平板PC、数码相机、MP3播放器和/或类似装置的基于电池的移动装置供电或充电的高效且便利的机制出现。无线电能传输系统通常包括原边发射器和副边接收器。原边发射器通过磁耦合的方式，电磁耦合到副边接收器。磁耦合可由松耦合变压器实现。该松耦合变压器具有在原边发射器中形成的原边线圈和在副边接收器中形成的副边线圈的。
原边发射器可包括功率转换单元，例如功率转换器的原边侧。功率转换单元耦合到电源，并且能够将电功率转换成无线能量信号。副边接收器能够通过松耦合变压器接收无线能量信号，并将接收的无线能量信号转换成与负载相适配的电能。
随着功耗变得越来越重要，可能需要准确地监测流过无线电能传输系统的发射器和/或接收器的电流，以便在发射器和接收器之间实现高效、安全且可靠的无线电能传输。诸如电流检测电阻的电流检测装置已经成为达到高性能(例如，准确的电流测量信息)的优先选择，因为电流检测电阻可与发射器和/或接收器的一个功率开关串联连接。但是，随着流过发射器/接收器的功率开关的电流变得越来越高，电流检测电阻产生的功率损耗已经成为一个显著的问题。由此，对无线电能传输系统的设计者提出挑战。
期待提供在高功率无线电能传输应用中使用时，能够展现出诸如高度准确的电流感应和低功耗的良好性能的电流检测设备。
发明内容
通过本申请实施例的，在无线电能传输系统中的高效电流检测设备，一般性的解决或规避了上述和其它问题，并且相应的获得了一般性的技术效果。
根据一个实施例的一种电流检测设备，包括：被配置成传导直流或交变电流的功率开关；具有第一漏极/源极端子和栅极的检测开关；所述检测开关的所述第一漏极/源极端子和栅极分别与所述功率开关的第一漏极/源极端子以及栅极连接；具有第一输入端以及第二输入端的放大器；所述放大器的所述第一输入端和所述第二输入端分别与所述功率开关的第二漏极/源极端子连接和所述检测开关的第二漏极/源极端子连接；具有栅极的第一电流检测处理开关，所述第一电流检测处理开关的所述栅极与所述放大器的输出端连接。
根据另一个实施例的一种电流检测方法，包括：配置接收器为发射器，所述接收器包括被配置成全导通的功率开关；以及在电流检测处理电路中，镜像流过所述功率开关的电流；所述电流检测处理电路包括：具有第一漏极/源极端子和栅极的感应开关，所述感应开关的第一漏极/源极端子和栅极分别与所述功率开关的的第一漏极/源极端子和栅极连接；具有第一输入端和第二输入端的放大器；所述放大器的第一输入端和第二输入端分别与所述功率开关的第二漏极/源极端子以及所述检测开关的第二漏极/源极端子连接。
根据又一个实施例的一种充电系统，包括：通过整流器耦合到线圈的功率开关；以及具有两个输入端的电流检测设备，所述电流检测设备的两个所述输入端分别与所述功率开关的第一漏极/源极端子和第二漏极/源极端子连接，所述电流检测设备包括：具有第一漏极/源极端子和栅极的检测开关，所述检测开关的所述所述第一漏极/源极端子和栅极分别与所述功率开关的第一漏极/源极端子和栅极连接；具有第一输入端和第二输入端的放大器，所述放大器的第一输入端和第二输入端分别与所述功率开关的所述第二漏极/源极端子以及所述检测开关的第二漏极/源极端子连接；具有栅极的第一电流检测处理开关，所述第一电流检测处理开关的栅极与所述放大器的输出端连接。
本申请实施例的优点是该高效的电流检测设备在无线电能传输系统中具有非常准确的电流检测值和较低的功耗。
上文相当广泛地概述了本申请的特征和技术优点，以便更好地理解以下对本申请的详细描述。下文将描述本申请的其它特征和优点，它们形成本申请的权利要求的主题。本领域技术人员应明白，可容易地利用公开的概念和特定实施例作为修改或设计用于实现本申请的相同目的的其它结构或过程的基础。本领域技术人员还应意识到，此类等同设计没有偏离随附权利要求中所阐述的本申请的精神和范围。
附图说明
为了更全面地了解本申请及其优点，现引用如下的描述及附图，其中：
图1为本申请实施例的无线电能传输系统的框图；
图2为如图1所示的本申请实施例的接收器的框图；
图3为如图2所示的本申请实施例的电流检测设备的第一实施例的示意图；
图4为如图2所示的本申请实施例的电流检测设备的第二实施例的示意图；
图5为如图2所示的本申请实施例的电流检测设备的第三实施例的示意图；
图6为如图2所示的本申请实施例的电流检测设备的第四实施例的示意图；以及
图7为如图2所示的本申请实施例的电流检测设备的控制方法的流程图。
除非另外指示，否则不同图中的对应数字和符号一般指对应部分。绘制附图是为了清楚地说明各种实施例的相关方面，它们不一定按比例绘制。
具体实施方式
下面详细论述目前较佳的实施例的制作和使用。但是，应明白，本申请提供可在各种各样的特定情境中实施的许多适用的发明概念。论述的特定实施例只是说明制作和使用本申请的特定方式，而不是限制本申请的范围。
将在特定情境(即，无线电能传输系统的电流检测设备)中关于较佳实施例描述本申请。但是，本申请也可适用于各种功率系统。下文中，将引用附图详细解释各个实施例。
图1示出本申请实施例的无线电能传输系统的框图。无线电能传输系统100包括级联连接在输入电源102和负载114之间的功率转换器104和无线电能传输装置101。在一些实施例中，采用功率转换器104以便进一步提高无线电能传输系统100的性能。在另一些实施例中，功率转换器104是可选择的元件。换句话说，无线电能传输装置101可直接连接到输入电源102。
无线电能传输装置101包括电能发射器110和电能接收器120。如图1所示，电能发射器110包括级联连接的发射电路107和发射线圈L1。发射电路107的输入端耦合到功率转换器104的输出端。电能接收器120包括级联连接的接收线圈L2、谐振电容Cs、整流器112和功率调节器113。如图1所示，谐振电容Cs与接收器线圈L2串联连接，并且进一步连接到整流器112的输入端。整流器112的输出端连接到功率调节器113的输入端。功率调节器113的输出端耦合到负载114。
当将电能接收器120放置在电能发射器110附近时，电能发射器110通过磁场，与电能接收器120电磁耦合。通过作为电能发射器110的一部分的发射线圈L1和作为电能接收器120的一部分的接收线圈L2形成松耦合变压器115。因此，可将电能从电能发射器110传输到电能接收器120。
在一些实施例中，电能发射器110可位于充电板内。发射线圈L1放置在充电板上表面的下方。电能接收器120可嵌入在移动电话中。当将移动电话放在充电板附近时，可在发射线圈L1和接收线圈L2之间建立磁耦合。换句话说，发射线圈L1和接收线圈L2可形成松耦合变压器，通过该变压器，在电能发射器110和电能接收器120之间进行电能传输。通过耦合系数k来量化发射线圈L1和接收线圈L2之间的耦合强度。在一些实施例中，k在从约0.05到约0.9的范围内。
在一些实施例中，在发射线圈L1和接收线圈L2之间建立磁耦合之后，电能发射器110和电能接收器120可形成电力系统，通过该电力系统，将电能从输入电源102无线传输到负载114。
输入电源102可以是用于将公共线路电压转换成直流(dc)电压的电源适配器。在另一些实施例中，输入电源102可以是诸如太阳能电池板阵列的可再生能源。进一步地，输入电源102还可以是诸如可充电电池、燃料电池、其任意组合和/或类似装置的任何合适的能量储存装置。
负载114表示耦合到电能接收器120的移动装置(例如，移动电话)消耗的功率。在另一些实施例中，负载114可以指串联/并联连接并且耦合到电能接收器120的输出端的一个和/或多个可充电电池。进一步地，负载114还可以是下游功率转换器，例如电池充电器。
在一些实施例中，发射电路107可包括全桥转换器的原边开关。在另一些实施例中，发射电路107可包括诸如半桥转换器、推挽式转换器、其任意组合和/或类似装置的任何其它合适的功率转换器的原边开关。
应当说明的是，上文描述的功率转换器只是示例。本领域技术人员将意识到，取决于设计需要和不同应用，在另一些实施例中，可以使用诸如基于E类拓扑的功率转换器(例如，E类放大器)的其它合适的功率转换器。
发射电路107还可可以包括谐振电容(未示出)。谐振电容和发射线圈的磁电感可形成谐振回路。取决于设计需要和不同应用，该谐振回路还可包括谐振电感。在一些实施例中，谐振电感可由外部电感实现。在另一些实施例中，谐振电感可由连接导线实现。
电能接收器120包括接收线圈L2，在将电能接收器120放置到电能发射器110附近之后，接收线圈L2磁耦合到发射线圈L1。因此，可将电能传输到接收器线圈，并通过整流器112进一步递送到负载114。电能接收器120可包括如图1所示的次级谐振电容Cs。在本说明书中，次级谐振电容Cs在另一些实施例中还可以被称为接收谐振电容。
整流器112将包括接收线圈L2和接收谐振电容Cs的谐振回路接收的交变极性波形转换成单极性波形。在一些实施例中，整流器112包括全波二极管桥和输出电容。在另一些实施例中，可以用由诸如n-型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的开关元件形成的全波桥来取代全波二极管桥。
此外，整流器112可由其它类型的可控器件形成，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件、双极结型晶体管(BJT)器件、超结晶体管(SJT)器件、绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件、基于氮化镓(GaN)的功率器件和/或类似器件。整流器112的详细操作和结构在本领域中为技术人员所熟知，因此这里不再论述。
功率调节器113耦合在整流器112和负载114之间。功率调节器113是非隔离式功率调节器。在一些实施例中，功率调节器113由线性稳压器实现。线性稳压器由p-型MOSFET或n-型MOSFET实现。在另一些实施例中，功率调节器113可由诸如降压转换器的任何合适的降压型功率调节器实现。取决于不同应用和设计需要，功率调节器113还可由四开关降压-升压功率转换器实现。
进一步地，功率调节器113还可由混合功率转换器实现。混合转换器是包括四个开关、电感和输出电容的非隔离式功率转换器。电感和输出电容形成输出滤波器。第一开关、电容和第三开关串联连接在混合转换器的输入端和输出滤波器之间。第二开关连接在第一开关和电容的共同节点与第三开关和输出滤波器的共同节点之间。第四开关连接在第三开关和电容的共同节点与地之间。通过控制混合转换器的开关的导通/断开，混合转换器可被配置为降压转换器、电荷泵转换器或混合转换器。
取决于设计需要和不同应用，混合转换器可在不同的模式中运行。更具体来说，当负载电流小于预定电流阈值和/或输入电压小于预定电压阈值时，混合转换器可在降压模式中运行。在降压模式中，混合转换器被配置为降压转换器。当输入电压大于预定电压阈值和/或负载电流大于预定电流阈值时，混合转换器可在电荷泵模式或混合模式中运行。更具体来说，在一些实施例中，当混合转换器的输出电压与混合转换器的输入电压之比小于0.5时，混合转换器可在电荷泵模式或混合模式中运行。在电荷泵模式中，混合转换器被配置成电荷泵转换器。在混合模式中，混合转换器被配置成混合转换器。
图2为本申请实施例在图1中示出的接收器的框图。如图2所示，接收线圈L2和接收谐振电容Cs串联连接。接收线圈L2被配置成磁耦合到发射线圈(未示出)。接收谐振电容Cs和接收线圈L2形成接收谐振回路。
整流器112的两个输入端分别连接到接收线圈L2和接收谐振电容Cs。整流器112的输出端连接到功率调节器113的输入端。功率调节器113的输出端连接到负载114。
如图2所示，电流检测设备121连接在功率调节器113的输入端和功率调节器113的输出端之间。下文将关于图3描述电流检测设备121的详细示意图。
在一些实施例中，接收器被配置成作为发射器使用。负载114是充当电源的电池。电池为磁耦合到线圈L2的线圈供电。当图2中示出的接收器作为发射器运行并且功率调节器由线性稳压器实现时，功率调节器113被配置成全导通功率开关(fully turned-onpower switch)。在本说明书中，功率调节器113在另一些实施例中还可以被称为功率开关。整流器112被配置成全桥转换器。在本说明书中，整流器112在另一些实施例中还可以被称为全桥转换器。
应当说明的是，上文描述的全桥转换器112只是示例。本领域技术人员将意识到，在另一些实施例中，还可以使用诸如半桥转换器、推挽式转换器、基于E类拓扑的功率转换器(例如，E类放大器)的其它合适的功率转换器。
全导通功率开关(功率调节器113)可由诸如p-型功率晶体管或n-型功率晶体管的功率晶体管实现。电流检测设备121的第一端子连接到该功率晶体管的第一漏极/源极端子。电流检测设备121的第二端子连接到该功率晶体管的第二漏极/源极端子。
在一些实施例中，功率开关113可由n-型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管实现。在另一些实施例中，功率开关113可由其它类型的可控器件实现，诸如p-型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件、双极结型晶体管(BJT)器件、超结晶体管(SJT)器件、绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件、基于氮化镓(GaN)的功率器件和/或类似器件。
图3示出本申请实施例在图2中示出的电流检测设备的第一实施例的示意图。接收器包括整流器112、功率调节器113和电流检测设备121。整流器112是包括四个开关元件的全波整流器。
在一些实施例中，功率调节器113可以由如图3所示包括功率开关S1的线性稳压器实现。在另一些实施例中，功率调节器113可以由降压型转换器(例如，降压转换器和混合转换器)实现。当接收器被配置为作为发射器运行时，降压转换器的高压侧开关全部导通。降压转换器的高压侧开关被看作一个功率开关，并且电流检测设备连接到所述高压侧开关的漏极和源极以检测流过高压侧开关的电流。同样地，混合转换器可在降压模式中运行，并具有始终导通的高压侧开关(上文关于图1描述的第一开关)。由此，在负载114和整流器112之间提供直接传导路径。处于降压模式的混合转换器的高压侧开关被看作所述功率开关，并且电流检测设备连接到高压侧开关的漏极和源极以检测流过高压侧开关的电流。
负载114是电池。在一些实施例中，电池114作为电源，用于为磁耦合到线圈L2的多个线圈供电。如图3所示，当电池114为到磁耦合至线圈L2的多个线圈供电时，直流电流通过功率开关S1和整流器112从电池114流到线圈L2。功率开关S1完全导通。整流器112作为全桥转换器。全桥转换器的操作原理为本领域技术人员所熟知，因此这里不再论述以免重复。
电流检测设备121包括检测开关S2、放大器OA1、第一电流检测处理开关S3、第二电流检测处理开关S4和滤波器。滤波器由电阻R0和电容C0形成。在一些实施例中，滤波器是低通滤波器。
如图3所示，功率开关S1具有栅极，其与检测开关S2的栅极连接。功率开关S1的漏极连接到检测开关S2的漏极，并且进一步连接到负载114。功率开关S1的源极通过电阻R0连接到运算放大器OA1的反相输入端。感应开关S2的源极连接到运算放大器OA1的正相输入端。
第一电流检测处理开关S3的栅极和第二电流检测处理开关S4的栅极连接，并且进一步连接到运算放大器OA1的输出端。第一电流检测处理开关S3的漏极连接到运算放大器OA1的正相输入端。第一电流检测处理开关S3的源极连接到地。使用第二电流检测处理开关S4的漏极来生成感应电流ISENSE。第二电流检测处理开关S4的源极连接到地。
运算放大器OA1控制其两个输入端之间的电压差等于0或几乎等于0。更具体来说，当运算放大器OA1的两个输入端出现不均衡的电压时，运算放大器OA1可通过调整第一电流检测处理开关S3栅极的电压来调整检测开关S2两端的电压。因此，迫使检测开关S2两端的电压等于功率开关S1两端的电压。
由于功率开关S1的漏极到源极电压等于检测开关S2的漏极到源极电压，并且功率开关S1的栅极连接到检测开关S2的栅极，所以功率开关S1和检测开关S2形成镜像电流源。根据镜像电流源的运行原理，流过检测开关S2的电流与流过功率开关S1的电流成比例。
在一些实施例中，利用由功率开关S1和检测开关S2形成的镜像电流源来将流过功率开关S1的电流成比例的缩减至更低的水平，据此相应地减小检测装置的功率损耗。在一些实施例中，功率开关S1可包括并联连接的M个晶体管单元。检测开关S2可包括并联连接的m个晶体管单元。镜像电流源可将流过功率开关S1的电流缩减M/m的比例。在一些实施例中，M等于10,000，并且m等于1。应当说明的是，10,000/1的比例只是示例。选择该比例纯粹是为了示范的目的，而不是要限制本申请的各种实施例。
在另一些实施例中，功率开关S1可以是具有等于M的通道宽度的NMOS晶体管。检测开关S2是具有等于m的通道宽度的NMOS晶体管。众所周知，当两个晶体管具有相同的漏极、源极和栅极电压时，流过每个晶体管的电流与它的通道宽度成比例。如图3所示，功率开关S1和检测开关S2的漏极、源极和栅极处于相同的电压电位。因此，由功率开关S1和检测开关S2形成的镜像电流源具有M/m的比例。
第一电流检测处理开关S3和第二电流检测处理开关S4也形成镜像电流源。流过第一电流检测处理开关S3的电流与流过第二电流检测处理开关S4的电流成比例。可通过调整由S3和S4形成的镜像电流源的比例来确定ISENSE的电流电平。在一些实施例中，将该镜像电流源的比例设置成1。应当说明的是，选择第二镜像电流源的比例纯粹是为了示范的目的，而不是要限制本申请的各种实施例。
具有上述电流检测设备121的一个优点是：检测开关(例如，S2)有助于提高电流检测精度并减少不必要的功率损耗。
将功率开关S1的漏极到源极导通电阻定义为RPOWER。将检测开关S2的漏极到源极导通电阻定义为RSNS。如图3所示，将流过功率开关S1的电流定义为ILOAD。将流过检测开关S2的电流定义为ISNS。流过功率开关S1的电流和流过检测开关S2的电流满足以下等式：ISNS/ILOAD＝RPOWER/RSNS。
上述等式显示，流过检测开关S2的检测电流等于负载电流与功率开关S1的漏源通态电阻(drain-to-source on-resistance)和检测开关S2的漏源通态电阻之间比值的乘积。在一些实施例中，功率开关S1的漏源通态电阻和检测开关S2的漏源通态电阻之比为约1:10,000。流过第一电流检测处理开关S3的电流等于流过检测开关S2的电流。如上所述，由S3和S4形成的镜像电流源的比例等于1。因此，ISENSE等于ISNS。
滤波器包括如图3所示的电阻R0和电容C0。滤波器用于削减开关纹波，以便生成平均感应电流ISENSE。在一些实施例中，无线电能传输系统的通信信号的频率在从约1KHz到约2KHz的范围内。全桥转换器112的开关频率为约100KHz。选择电阻和电容，以使得滤波器的截止频率在从约2KHz到约100KHz的范围内。
图3示出，整流器112、功率开关S1、检测开关S2、电阻R0、运算放大器OA1、第一电流检测处理开关S3和第二电流检测处理开关S4在虚线框200内。在一些实施例中，虚线框200中的装置可集成设置在单个半导体芯片上。在另一些实施例中，虚线框200中的装置可设置在单个半导体引线框架上并封装在同一个半导体芯片中。
图4示出本申请实施例在图2中示出的电流检测设备的第二实施例的示意图。图4中示出的电流检测设备121与图3中示出的电流检测设备类似，不同之处在于，用可调电阻来替换电阻R0。在应用可调电阻时，滤波器的截止频率可通过可调电阻进行调整。在一些实施例中，图4中示出的可调电阻可由并联连接的多个电阻-开关网络实现。在运行时，通过控制开关导通/断开，可相应地调整滤波器的截止频率。
在运行时，无线电能传输系统可在一些运行状况下降低它的开关频率。例如，当无线电能传输系统在重负载模式中操作时，全桥转换器112的开关频率可减小至更低频率。响应于减小的开关频率，可相应地调整滤波器的截止频率，以便更好地衰减开关纹波，从而获得精确的电流检测值。
图5示出本申请实施例在图2中示出的电流检测设备的第三实施例的示意图。图5中示出的电流检测设备121与图3中示出的电流检测设备类似，不同之处在于，用可调电容来替换电容C0。在使用可调电容时，滤波器的截止频率可通过可调电容来进行调整。在一些实施例中，图5中示出的可调电容可由并联连接的多个电容-开关网络实现。在运行时，控制开关导通/断开，可相应地调整滤波器的截止频率。
在运行时，无线电能传输系统可在一些运行状况下降低它的开关频率。例如，当无线电能传输系统在重负载模式中运行时，全桥转换器112的开关频率可减小至更低频率。作为开关频率减小的回应，可相应地调整滤波器的截止频率，以便更好地衰减开关纹波，从而获得精确的电流检测值。
图6示出本申请实施例在图2中示出的电流检测设备的第四实施例的示意图。图6中示出的电流检测设备121与图3中示出的电流检测设备类似，不同之处在于，用可调电阻来替换电阻R0，并用可调电容来替换电容C0。基于可调电阻和可调电容的使用，滤波器的截止频率可通过调整可调电阻和可调电容中的一个或两个来进行调整
图7示出本申请实施例用于控制在图2中示出的电流检测设备的方法的流程图。图7中示出的该流程图只是示例，它不应过度限制权利要求书的范围。本领域技术人员将意识到许多改变、备选和修改。例如，图7中示出的各个步骤可增加、去除、取代、重新排列和重复。
继续参阅图3，电流检测设备121具有分别连接到功率开关S1的漏极和源极的两个输入端。在一些实施例中，电流检测设备121包括放大器、检测开关和滤波器。检测开关连接在功率开关的漏极和放大器的正相输入端之间。
电流检测设备121还包括由开关S3和S4形成的镜像电流源。开关S3的栅极连接到放大器的输出端。开关S3的漏极连接到放大器的正相输入端。
电流检测设备121还包括由R0和C0形成的滤波器。通过滤波器削减由整流器112生成的开关纹波，从而获得精确的电流检测值。
在各种运行状况下，无线电能传输系统可在不同的开关频率下运行。为了更好地在各种运行状况下削减开关纹波，滤波器可具有可变的截止频率。在一些实施例中，电阻R0或电容C0中的任一个是可调元件。在另一些实施例中，电阻R0和电容C0均是可调元件。
在步骤702，当负载电流从功率开关113的漏极流到功率开关113的源极时，在检测开关中镜像流过功率开关的电流。流过功率开关的负载电流与流过检测开关的检测电流的比值等于检测开关的漏源通态电阻与功率开关的漏源通态电阻的比值。功率开关113是无线电能传输系统的一部分。无线电能传输系统的开关频率为约100KHz。采用滤波器来衰减无线电能传输系统的开关纹波。滤波器是具有在从约1KHz到约100KHz范围中的预定截止频率的低通滤波器。滤波器包括电阻和电容。电阻和电容中的至少一个是可调元件。例如，电阻可包括并联连接的多个电阻-开关网络。
在步骤704，在不同负载模式下，可改变无线电能传输系统的开关频率以提高无线电能传输系统的效率。
在步骤706，为了更好地削减开关纹波，通过控制并联连接的多个电阻-开关网络来调整滤波器的截止频率。例如，可响应于减小的开关频率而减小截止频率。
尽管详细描述了本申请的实施例及其优点，但是应了解，在不偏离由随附权利要求定义的本申请的精神和范围的情况下，可在本文中进行各种改变、替换和更改。
此外，不希望本申请的范围局限于本说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、方式、方法和步骤的特定实施例。本领域技术人员将从本申请的公开内容容易地明白，根据本申请，可利用与本文中描述的对应实施例执行大体上相同的功能或实现大体上相同的结果的目前现有或以后要开发的过程、机器、制造、物质组成、方式、方法或步骤。因此，希望随附权利要求在它们的范围内包含此类过程、机器、制造、物质组成、方式、方法或步骤。

Claims (20)

1.一种电流检测设备，其特征在于，包括：
被配置成传导直流或交变电流的功率开关；
具有第一漏极/源极端子和栅极的检测开关；所述检测开关的所述第一漏极/源极端子和栅极分别与所述功率开关的第一漏极/源极端子以及栅极连接；
具有第一输入端以及第二输入端的放大器；所述放大器的所述第一输入端和所述第二输入端分别与所述功率开关的第二漏极/源极端子连接和所述检测开关的第二漏极/源极端子连接；
具有栅极的第一电流检测处理开关，所述第一电流检测处理开关的所述栅极与所述放大器的输出端连接。
2.如权利要求1所述的电流检测设备，其特征在于，还包括：
连接在所述放大器的所述第一输入端和所述功率开关的所述第二漏极/源极端子之间的滤波器。
3.如权利要求2所述的电流检测设备，其特征在于，所述滤波器包括电阻和电容；
所述电阻连接在所述放大器的所述第一输入端和所述功率开关的所述第二漏极/源极端子之间；并且
所述电容连接在所述放大器的所述第一输入端和所述功率开关的所述第一漏极/源极端子之间。
4.如权利要求3所述的电流检测设备，其特征在于，所述电阻是可调电阻，并且
所述可调电阻用于令所述滤波器的截止频率可基于预定的运行状况进行调整。
5.如权利要求3所述的电流检测设备，其特征在于，所述电容是可调电容，并且
所述可调电容用于令所述滤波器的截止频率可基于预定的运行状况进行调整。
6.如权利要求3所述的电流检测设备，其特征在于，所述电阻是可调电阻，所述电容是可调电容，并且
所述可调电阻和所述可调电容用于令所述滤波器的截止频率可基于预定操作状况进行调整。
7.如权利要求1所述的电流检测设备，其特征在于，所述功率开关位于接收器内，并且连接在整流器和负载之间；
所述接收器被配置成作为发射器运行；所述整流器被配置成作为全桥转换器运行；并且所述负载被配置成作为电源运行。
8.如权利要求7所述的电流检测设备，其特征在于，
所述整流器、所述功率开关、所述感应开关、所述放大器和所述第一电流感应处理开关设置在同一个半导体芯片上。
9.如权利要求1所述的电流检测设备，其特征在于，所述放大器的所述第一输入端为所述放大器的反相输入端；所述放大器的所述第二输入端为所述放大器的正相输入端。
10.如权利要求1所述的电流检测设备，其特征在于，还包括具有栅极的第二电流检测处理开关，所述第二电流检测处理开关的所述栅极与所述放大器的输出端连接；
所述第一电流检测处理开关和所述第二电流检测处理开关形成镜像电流源；并且
所述第一电流检测处理开关具有与所述放大器的所述第二输入端连接的第一漏极/源极端子和接地的第二漏极/源极端子。
11.一种电流检测方法，其特征在于，包括：
配置接收器为发射器，所述接收器包括被配置成全导通的功率开关；以及
在电流检测处理电路中，镜像流过所述功率开关的电流；所述电流检测处理电路包括：
具有第一漏极/源极端子和栅极的感应开关，所述感应开关的第一漏极/源极端子和栅极分别与所述功率开关的的第一漏极/源极端子和栅极连接；
具有第一输入端和第二输入端的放大器；所述放大器的第一输入端和第二输入端分别与所述功率开关的第二漏极/源极端子以及所述检测开关的第二漏极/源极端子连接。
12.如权利要求11所述的电流检测方法，其特征在于，还包括：
当所述接收器用于为连接至所述接收器的负载供电时，配置所述功率开关为线性稳压器。
13.如权利要求11所述的电流检测方法，其特征在于，所述功率开关连接在整流器和负载之间，所述整流器连接到接收线圈，并且
所述接收线圈被配置成电磁耦合到无线电能传输系统中的发射线圈。
14.如权利要求11所述的电流检测方法，其特征在于，还包括：
连接在所述放大器的所述第一输入端和所述功率开关的所述第二漏极/源极端子之间的滤波器。
15.如权利要求14所述的电流检测方法，其特征在于，所述滤波器包括电阻和电容，并且
所述电阻连接在所述放大器的所述第一输入端和所述功率开关的所述第二漏极/源极端子之间；并且
所述电容连接在所述放大器的所述第一输入端和所述功率开关的所述第一漏极/源极端子之间。
16.如权利要求15所述的电流检测方法，其特征在于，还包括：
通过调整所述电容和所述电阻中的至少一个来调整所述滤波器的截止频率，以回应预定的运行状况所发生的变化。
17.一种充电系统，其特征在于，包括：
通过整流器耦合到线圈的功率开关；以及
具有两个输入端的电流检测设备，所述电流检测设备的两个所述输入端分别与所述功率开关的第一漏极/源极端子和第二漏极/源极端子连接，所述电流检测设备包括：
具有第一漏极/源极端子和栅极的检测开关，所述检测开关的所述所述第一漏极/源极端子和栅极分别与所述功率开关的第一漏极/源极端子和栅极连接；
具有第一输入端和第二输入端的放大器，所述放大器的第一输入端和第二输入端分别与所述功率开关的所述第二漏极/源极端子以及所述检测开关的第二漏极/源极端子连接；
具有栅极的第一电流检测处理开关，所述第一电流检测处理开关的栅极与所述放大器的输出端连接。
18.如权利要求17所述的充电系统，其特征在于，当所述线圈为连接到所述功率开关的负载供电时，所述功率开关被配置成作为线性稳压器运行；并且
当电流经过所述整流器，从连接到所述功率开关的电源流到所述线圈时，所述功率开关被配置成作为全导通开关运行，所述整流器被配置成作为全桥转换器运行。
19.如权利要求17所述的充电系统，其特征在于，还包括：
连接在所述放大器的所述第一输入端和所述功率开关的所述第二漏极/源极端子之间的滤波器，所述滤波器包括电阻和电容，并且
所述电阻连接在所述放大器的所述第一输入端和所述功率开关的所述第二漏极/源极端子之间；并且
所述电容连接在所述放大器的所述第一输入端和所述功率开关的所述第一漏极/源极端子之间。
20.如权利要求19所述的充电系统，其特征在于，
所述电容和所述电阻中的至少一个是可调的，并且通过调整所述电容和所述电阻中的至少一个来控制所述滤波器的截止频率。
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