CN113358919A - 具有自我校准功能的电流感测电路 - Google Patents

具有自我校准功能的电流感测电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有自我校准功能的电流感测电路，包括：两引脚、感测元件及感测与校准电路。感测元件具有感测电阻值。感测与校准电路用以感测与校准感测元件两端的感测电压，并用以根据感测电阻值及感测电压而感测流经感测元件的感测电流，并产生电流感测输出信号。感测与校准电路包括：两焊盘、电压电流转换电路、电流镜电路及电流电压转换电路。感测元件具有第一温度系数，电压电流转换电路中的调整电阻以及电流电压转换电路中的调整电阻，其温度系数及/或电阻值根据第一温度系数而决定，以补偿第一温度系数，使得电流感测输出信号的温度系数大致上为0。

Description

具有自我校准功能的电流感测电路
技术领域
本发明涉及一种电流感测电路，特别是指一种具有自我校准功能的电流感测电路。
背景技术
图1显示一种现有技术应用于返驰式电源供应电路二次侧的电流感测电路。电流感测电路包括协议控制电路1000及感测电阻Rcs’，感测电阻Rcs’位于协议控制电路1000的外部(集成电路的外部)。协议控制电路1000根据感测电阻Rcs’的电阻值及其两端的电压Vcs’，以感测流经返驰式电源供应电路二次侧的电流Isr。本现有技术中，协议控制电路1000例如以总线引脚D+,D-传输包括例如二次侧的电流Isr的信息。
图1中所示的现有技术，其缺点在于，感测电阻Rcs’具有温度系数，为准确感测电流，需使用高精度、低温度系数的感测电阻，因此感测电阻的成本较高，且由于需使用分立的感测电阻，因此需占用较大的电路板面积。
本发明相较于图1的现有技术，利用接合引线(bonding wire)或引脚(lead)延长部的寄生电阻作为感测电阻，可大幅降低成本且节省电路板面积。本发明的电流感测电路还可用以校准寄生电阻的温度系数，使得感测的电流值维持准确，而不受温度系数的影响。此外，本发明的电流感测电路也可用以校准寄生电阻因老化而产生的改变，使得感测的电流值维持准确，而不受寄生电阻因氧化或焊点剥离等原因的影响。
发明内容
就其中一个观点言，本发明提供了一种具有自我校准功能的电流感测电路，包含：两引脚(lead)；一感测元件，具有一感测电阻值，其中该感测元件的两端分别与该两引脚耦接；以及一感测与校准电路，用以感测与校准该感测元件两端的一感测电压，并用以根据该感测电阻值及该感测电压而感测流经该感测元件的一感测电流，并产生一电流感测输出信号，其中该感测与校准电路包括：两焊盘(pad)，分别耦接于该两引脚；一电压电流转换电路，用以根据该感测电压而于第一节点产生第一电流，其中该电压电流转换电路包括第一调整电阻，该第一电流根据该第一调整电阻的电阻值而决定；一电流镜电路，耦接于该第一节点，用以根据该第一电流而于第二节点产生第二电流；以及一电流电压转换电路，用以根据该第二电流而产生该电流感测输出信号，其中该电流电压转换电路包括第二调整电阻，该电流感测输出信号根据该第二调整电阻的电阻值而决定；其中该感测元件为一接合引线(bonding wire)或一引脚延长部，其中当该感测元件为接合引线时，其两端分别与该两引脚通过压焊(bonding)耦接；其中该感测元件具有一第一温度系数(TemperatureCoefficient)，其中该第一调整电阻与该第二调整电阻的元件参数根据该第一温度系数而决定，以补偿该第一温度系数，使得该电流感测输出信号的一第二温度系数大致上为0；其中该第一调整电阻与该第二调整电阻的元件参数包括：该第一调整电阻的电阻值、该第一调整电阻的一第三温度系数、该第二调整电阻的电阻值，以及该第二调整电阻的一第四温度系数。
在一较佳实施例中，该感测与校准电路还包括一增益级电路，耦接于该两焊盘，用以放大该感测电压而产生一增益电压；其中该电压电流转换电路耦接于该增益级电路，用以根据该增益电压而于该第一节点产生该第一电流。
在一较佳实施例中，该增益级电路配置为一单端输出差动电路，其中该增益电压的电压位准为该感测电压的一增压倍数(voltage scale-up factor)，其中该增压倍数大于等于1。
在一较佳实施例中，该电压电流转换电路还包括：一误差放大电路，用以将一反馈电压与该增益电压的差值放大而产生一误差放大信号；以及一第一晶体管，受该误差放大信号控制而于该第一节点产生该第一电流，且该第一电流流经该第一晶体管的第一端与第二端；其中该第一调整电阻耦接于该第一晶体管的第二端，通过该第一电流流经该第一调整电阻，使得该第一晶体管的第二端与该第一调整电阻之间的一第三节点具有该反馈电压。
在一较佳实施例中，该电流镜电路包括：一第二晶体管，其第一端与控制端相互耦接，且其第一端还耦接于该第一节点，其中该第一电流流经该第二晶体管的第一端与第二端；以及一第三晶体管，其控制端与该第二晶体管的控制端相互耦接，以于该第二节点镜像产生该第二电流，其中该第二电流流经该第三晶体管的第一端与第二端；其中该第二调整电阻耦接于该第二节点，通过该第二电流流经该第二调整电阻，使得该第二节点具有该电流感测输出信号。
就另一个观点言，本发明也提供了一种具有自我校准功能的电流感测电路，包含：两引脚(lead)；一感测元件，具有一感测电阻值，其中该感测元件的两端分别与该两引脚耦接，其中该感测元件具有一第一温度系数(Temperature Coefficient)；以及一感测与校准电路，用以感测与校准该感测元件两端的一感测电压，并用以根据该感测电阻值及该感测电压而感测流经该感测元件的一感测电流，并产生一电流感测输出信号，其中该感测与校准电路包括：两焊盘(pad)，分别耦接于该两引脚；一电压电流转换电路，用以根据该感测电压而于第一节点产生第一电流，其中该电压电流转换电路包括第一调整电阻，该第一电流根据该第一调整电阻的电阻值而决定；一电流镜电路，耦接于该第一节点，用以根据该第一电流而于第二节点产生第二电流；一电流电压转换电路，用以根据该第二电流而产生该电流感测输出信号，其中该电流电压转换电路包括第二调整电阻，该电流感测输出信号根据该第二调整电阻的电阻值而决定；一温度感测电路，用以于一生产模式下，感测一第一参考温度及一第二参考温度，且于一操作模式下，感测一操作温度；其中该第一温度系数根据该第一参考温度、该第二参考温度、于该第一参考温度时所对应的该电流感测输出信号以及于该第二参考温度时所对应的该电流感测输出信号而决定；以及一调整电路，用以于该操作模式下，根据该第一温度系数及该操作温度而调整该第一调整电阻的电阻值及/或该第二调整电阻的电阻值，以补偿该第一温度系数，使得该电流感测输出信号的一第二温度系数大致上为0；其中该感测元件为接合引线(bonding wire)或引脚延长部，其中当该感测元件为接合引线时，其两端分别与该两引脚通过压焊(bonding)耦接。
就另一个观点言，本发明也提供了一种具有自我校准功能的电流感测电路，包含：两引脚(lead)；一感测元件，具有一感测电阻值，其中该感测元件的两端分别与该两引脚耦接；以及一感测与校准电路，用以感测与校准该感测元件两端的一感测电压，并用以根据该感测电阻值及该感测电压而感测流经该感测元件的一感测电流，并产生一电流感测输出信号，其中该感测与校准电路包括：两焊盘(pad)，分别耦接于该两引脚；一电压电流转换电路，用以根据该感测电压而于第一节点产生第一电流，其中该电压电流转换电路包括第一调整电阻，该第一电流根据该第一调整电阻的电阻值而决定；一电流镜电路，耦接于该第一节点，用以根据该第一电流而于第二节点产生第二电流；一电流电压转换电路，用以根据该第二电流而产生该电流感测输出信号，其中该电流电压转换电路包括第二调整电阻，该电流感测输出信号根据该第二调整电阻的电阻值而决定；一电流产生电路，用以产生一测试电流；一模拟数字转换电路，用以转换该电流感测输出信号而产生一数字信号，其中于一生产模式下，在一第一时段中，该测试电流设定为第一电流位准，此时该数字信号对应为第一数字信号，在一第二时段中，该测试电流设定为第二电流位准，此时该数字信号对应为第二数字信号，其中于一开机测试模式下，在一第三时段中，该测试电流设定为该第一电流位准，此时该数字信号对应为第三数字信号，在一第四时段中，该测试电流设定为该第二电流位准，此时该数字信号对应为第四数字信号；其中该感测元件的一初始电阻值根据该第一电流位准、该第一数字信号、该第二电流位准以及该第二数字信号而决定，其中该感测元件的一实时电阻值根据该第一电流位准、该第三数字信号、该第二电流位准以及该第四数字信号而决定；以及一调整电路，用以于该开机测试模式下，根据该感测元件的初始电阻值与该实时电阻值而控制该第一调整电阻的电阻值及/或该第二调整电阻的电阻值，以补偿该感测元件的实时电阻值与初始电阻值的差值，进而使得该实时电流感测输出信号不因该感测元件随时间变化而改变；其中该感测元件为接合引线(bonding wire)或引脚延长部，其中当该感测元件为接合引线时，其两端分别与该两引脚通过压焊(bonding)耦接。
在一较佳实施例中，该感测元件具有一第一温度系数(TemperatureCoefficient)，其中该感测与校准电路还包括一温度感测电路，用以于一生产模式下，感测一第一参考温度及一第二参考温度，且于一操作模式下，感测一操作温度；其中该第一温度系数根据该第一参考温度、该第二参考温度、于该第一参考温度时所对应的该电流感测输出信号以及于该第二参考温度时所对应的该电流感测输出信号而决定；其中该调整电路还用以于该操作模式下，根据该第一温度系数及该操作温度而调整该第一调整电阻的电阻值及/或该第二调整电阻的电阻值，以补偿该第一温度系数，使得该电流感测输出信号的一第二温度系数大致上为0。
在一较佳实施例中，该电流产生电路包括：一第一误差放大电路，用以根据一使能信号，将一测试电压与一测试参考电压的差值放大而产生一测试信号；一测试晶体管，受该测试信号控制而产生一测试电流，其第一端耦接于该两引脚的一第一引脚，其中该测试电流流经该感测元件；以及一测试电阻，耦接于该两引脚的一第二引脚，通过该测试电流流经该测试电阻，使得该第二引脚与该测试电阻之间的一反馈节点具有该测试电压；其中该测试电流的电流位准根据该测试电压与该测试电阻而决定。
以下通过具体实施例详加说明，应当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的功效。
附图说明
图1显示一种现有技术应用于返驰式电源供应电路二次侧的电流感测电路。
图2显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种实施例方块图。
图3显示本发明的具有自我校准功能的电流感测电路中，感测元件的一种实施例示意图。
图4显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种实施例示意图。
图5A显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种具体实施例示意图。
图5B显示本发明中感测电压、电流感测输出信号与温度的关系图。
图6显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种具体实施例示意图。
图7显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种具体实施例示意图。
图中符号说明
1：误差放大电路
10,11：电压电流转换电路
1000：协议控制电路
20,21：电流镜电路
200,400,500,600,700：感测与校准电路
2000,4000,5000,6000,7000：电流感测电路
30,31：电流电压转换电路
4：单端输出差动电路
40：增益级电路
50：温度感测电路
60：调整电路
7：误差放大电路
70：电流产生电路
80：模拟数字转换电路
90：调整电路
bw0,bw1,bw2：接合引线
D+,D-：总线引脚
En：使能信号
I1,I2：电流
Ics：感测电流
Isr：电流
It：测试电流
L1,L2：引脚
LE：引脚延长部
M1,M2,M3：晶体管
M7：测试晶体管
N1,N2,N3：节点
P1,P2：焊盘
R1,R2：调整电阻
R7：测试电阻
Rcs’：感测电阻
Sc,Sc’：感测元件
Vb：反馈电压
Vc：误差放大信号
Vcs：感测电压
Vcs’：电压
Vcs_s：电流感测输出信号
Vf：测试参考电压
Vg：增益电压
Vs：测试信号
Vt：测试电压
Vtemp：温度信号
具体实施方式
本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。
请参阅图2，图2显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种实施例方块图(电流感测电路2000)。在一实施例中，电流感测电路2000包含：两引脚(lead，如图2所示的引脚L1及L2)、感测元件Sc及感测与校准电路200。具体而言，感测与校准电路200与引脚L1及L2封装于一集成电路封装之内，而引脚L1及L2为集成电路封装的引脚，其中感测与校准电路200形成于一芯片中。
在一实施例中，如图2所示，感测元件Sc为接合引线bw0(bonding wire)，其两端分别与两引脚(即引脚L1及L2)通过压焊(bonding)耦接，其中感测元件Sc具有一感测电阻值(即感测元件Sc的寄生电阻值)。在一实施例中，感测与校准电路200用以感测与校准感测元件Sc两端的感测电压Vcs，并用以根据感测元件Sc的感测电阻值及感测电压Vcs而感测流经感测元件Sc的感测电流Ics，并产生电流感测输出信号Vcs_s。
在一实施例中，感测与校准电路200包括：两焊盘(pad，如图2所示的焊盘P1及P2)、电压电流转换电路10、电流镜电路20及电流电压转换电路30。在一实施例中，焊盘P1及P2分别耦接于引脚L1及L2，具体而言，焊盘P1及P2分别以接合引线bw1与bw2压焊于引脚L1及L2。在一实施例中，电压电流转换电路10耦接于焊盘P1及P2，用以根据感测电压Vcs而于第一节点N1产生第一电流I1，其中电压电流转换电路10包括第一调整电阻R1，第一电流I1根据第一调整电阻R1的电阻值而决定。在一实施例中，电流镜电路20耦接于第一节点N1，用以根据第一电流I1而于第二节点N2产生第二电流I2。在一实施例中，电流电压转换电路30用以根据第二电流I2而产生电流感测输出信号Vcs_s，其中电流电压转换电路包括第二调整电阻R2，电流感测输出信号Vcs_s根据第二调整电阻R2的电阻值而决定。
请继续参阅图2，在一实施例中，感测元件Sc具有第一温度系数(TemperatureCoefficient)。在一实施例中，第一调整电阻R1与第二调整电阻R2具有元件参数，该元件参数包括：第一调整电阻R1的电阻值、第一调整电阻R1的第三温度系数、第二调整电阻R2的电阻值，以及第二调整电阻R2的第四温度系数。在一实施例中，第一调整电阻R1与第二调整电阻R2的元件参数根据第一温度系数而决定，以补偿第一温度系数，使得电流感测输出信号Vcs_s的第二温度系数大致上为0。具体而言，由于感测元件Sc具有第一温度系数，其感测电阻值随温度变化而改变，而电流感测输出信号Vcs_s具有第二温度系数，在未经本发明的电流感测电路校准前，该第二温度系数相关于第一温度系数，故电流感测输出信号Vcs_s的值随温度变化而改变；在经本发明的电流感测电路校准后，通过决定第一调整电阻R1与第二调整电阻R2的元件参数而补偿第一温度系数，使得第二温度系数大致上为0，亦即电流感测输出信号Vcs_s的值不受温度影响。
请参阅图3，图3显示本发明的具有自我校准功能的电流感测电路中，感测元件的另一种实施例示意图(感测元件Sc’)。如图3所示，在一实施例中，感测元件Sc’为引脚延长部LE，本实施例中，以引脚延长部LE的寄生电阻具有前述的感测电阻值。所述的引脚延长部LE，在一实施例中，系指与引脚L1、L2以相同材料在例如同一个引脚架(leadframe)上所形成的延长部，适当设计延长部LE的长度与宽度可使延长部LE具有所需的感测电阻值。
请参阅图4，图4显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种实施例示意图(电流感测电路4000)。在一实施例中，电流感测电路4000中的感测与校准电路400还包括增益级电路40。在一实施例中，增益级电路40配置为单端输出差动电路4。在一实施例中，增益级电路40耦接于焊盘P1及P2，用以放大感测电压Vcs而产生增益电压Vg，其中增益电压Vg的电压位准为感测电压Vcs的一增压倍数(voltage scale-up factor)，其中增压倍数大于等于1，在一实施例中，增压倍数例如可为20，用以放大感测电压Vcs而产生具有较高电压位准的增益电压Vg。在一实施例中，电压电流转换电路10耦接于增益级电路40，用以根据增益电压Vg而于第一节点N1产生第一电流I1。
请参阅图5A，图5A显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种具体实施例示意图(电流感测电路5000)。在一实施例中，电流感测电路5000中的感测与校准电路500包括增益级电路40、电压电流转换电路11、电流镜电路21以及电流电压转换电路31。
在一实施例中，电压电流转换电路11还包括误差放大电路1及第一晶体管M1。在一实施例中，误差放大电路1用以将反馈电压Vb与增益电压Vg的差值放大而产生误差放大信号Vc。在一实施例中，增益电压Vg对应耦接于误差放大电路1的正输入端。在一具体实施例中，第一晶体管M1具有控制端(对应于栅极)、第一端(对应于漏极)以及第二端(对应于源极)，为便于叙述，以下以本实施例说明。在一实施例中，第一晶体管M1的栅极受误差放大信号Vc控制而于第一节点N1产生第一电流I1，且第一电流I1流经第一晶体管M1的漏-源极。在一实施例中，第一调整电阻R1耦接于第一晶体管M1的源极，通过第一电流I1流经第一调整电阻R1，使得第一晶体管M1的源极与第一调整电阻R1之间的第三节点N3具有反馈电压Vb。在一实施例中，反馈电压Vb对应耦接于误差放大电路1的负输入端，形成负反馈路径，由此调节反馈电压Vb的位准大致上等于增益电压Vg的位准。
在一实施例中，电流镜电路21包括第二晶体管M2以及第三晶体管M3。在一具体实施例中，第二晶体管M2/第三晶体管M3具有控制端(对应于栅极)、第一端(对应于漏极)以及第二端(对应于源极)，为便于叙述，以下以本实施例说明。在一实施例中，第二晶体管M2的漏极与栅极相互耦接，且其漏极还耦接于第一节点N1，其中第一电流I1流经第二晶体管M2的漏-源极。在一实施例中，第三晶体管M3的栅极与第二晶体管M2的栅极相互耦接，以于第二节点N2镜像产生第二电流I2，其中第二电流I2流经第三晶体管M3的漏-源极。在一实施例中，第二电流I2为第一电流I1与一预设倍率的乘积，预设倍率例如但不限于等于1。在一实施例中，第二调整电阻R2耦接于第二节点N2，通过第二电流I2流经第二调整电阻R2，使得第二节点N2具有电流感测输出信号Vcs_s。
请继续参阅图5A，具体而言，在一实施例中，电流感测输出信号Vcs_s根据第二电流I2及第二调整电阻R2而产生，而第二电流I2根据第一电流I1而产生，且第一电流I1根据反馈电压Vb及第一调整电阻R1而决定，而反馈电压Vb与增益电压Vg大致上相等，增益电压Vg则相关于感测电流Ics及感测元件Sc(具有第一温度系数)。综上，电流感测输出信号Vcs_s由感测电流Ics、感测元件Sc、第一调整电阻R1及第二调整电阻R2决定，因此，本实施例中第一调整电阻R1及第二调整电阻R2的元件参数根据感测元件Sc的第一温度系数而决定，可使得电流感测输出信号Vcs_s不随温度变化而改变。
请同时参阅图5A及图5B，图5B显示本发明中感测电压Vcs、电流感测输出信号Vcs_s与温度的关系图。如图5B所示，由于感测电压Vcs相关于感测元件Sc的第一温度系数，故感测电压Vcs的值随温度变化而改变；而电流感测输出信号Vcs_s则经第一调整电阻R1及第二调整电阻R2的元件参数对于第一温度系数的补偿，因此电流感测输出信号Vcs_s的值大致上为一定值，不随温度变化而改变。
请参阅图6，图6显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种具体实施例示意图(电流感测电路6000)。在本实施例中，感测与校准电路600中的增益电路40、电压电流转换电路11、电流镜电路21以及电流电压转换电路31的配置与操作，均与前述图5A的实施例相似，在此不赘述。
如图6所示，在一实施例中，感测与校准电路600还包括温度感测电路50及调整电路60。在一实施例中，温度感测电路50用以于生产模式下，感测第一参考温度及第二参考温度，且于操作模式下，感测操作温度，其中，温度感测电路50根据感测的温度而产生其对应的温度信号Vtemp。在一实施例中，第一温度系数可经由外部测试设备或内部电路，根据第一参考温度、第二参考温度、于第一参考温度时所对应的电流感测输出信号Vcs_s以及于第二参考温度时所对应的电流感测输出信号Vcs_s计算而决定。
在一实施例中，调整电路60用以于操作模式下，根据第一温度系数及操作温度而调整第一调整电阻R1的电阻值及/或第二调整电阻R2的电阻值，以补偿第一温度系数，使得电流感测输出信号Vcs_s的第二温度系数大致上为0，亦即使得电流感测输出信号Vcs_s的值不随温度变化而改变。
举例而言，在一实施例中，于生产模式下，在第一时段中，设定一第一参考温度(例如：室温25℃)及一电流，且固定第一调整电阻R1及第二调整电阻R2的电阻值，并量测此时所对应的电流感测输出信号Vcs_s以及温度信号Vtemp；在第二时段中，重复上述步骤，设定一第二参考温度(例如：高于室温的125℃)及与第一时段相同的电流，固定第一调整电阻R1及第二调整电阻R2的电阻值，并量测此时所对应的电流感测输出信号Vcs_s以及温度信号Vtemp，由此计算欲使感测电压Vcs不随度变化而改变时，第一调整电阻R1及/或第二调整电阻R2所需随着温度信号Vtemp调整的关系。接着，于操作模式下，设定与前述生产模式下相同的电流，并量测温度信号Vtemp，由此使得往后每一操作模式下，第一调整电阻R1及/或第二调整电阻R2能通过上述关系，随温度而调整，以补偿第一温度系数，进而使得电流感测输出信号Vcs_s的值不随温度变化而改变。在一实施例中，前述的调整可以在操作模式中的例如于刚开机电源重启阶段或开机测试阶段中执行。
请参阅图7，图7显示本发明具有自我校准功能的电流感测电路的一种具体实施例示意图(电流感测电路7000)。在本实施例中，感测与校准电路700中的增益电路40、电压电流转换电路11、电流镜电路21以及电流电压转换电路31的配置与操作，均与前述图5A的实施例相似，在此不赘述。
如图7所示，在一实施例中，感测与校准电路700还包括电流产生电路70、模拟数字转换电路80及调整电路90。在一实施例中，电流产生电路70包括误差放大电路7、测试晶体管M7及测试电阻R7。在一实施例中，电流产生电路70用以于首次测试时，产生第一位准与第二位准的测试电流It，并于首次测试后，于电流感测电路每次开机测试时，均产生第一位准与第二位准的测试电流It。
在一具体实施例中，测试电流It的电流位准根据测试电压Vt与测试电阻R7而决定，详言之，误差放大电路7用以根据使能信号En，将测试电压Vt与测试参考电压Vf的差值放大而产生测试信号Vs，测试晶体管M7并根据测试信号Vs而产生测试电流It，而由于测试晶体管M7的第一端(例如对应于其源极)耦接于引脚L1，且测试电阻R7耦接于引脚L2，因此测试电流It流经感测元件Sc及测试电阻R7，通过测试电流It流经该测试电阻R7，使得引脚L2与测试电阻R7之间的一反馈节点Nb具有该测试电压Vt。在一实施例中，测试参考电压Vf对应于误差放大电路7的正输入端，测试电压Vt对应于误差放大电路7的负输入端，形成一负反馈路径，在本实施例中，测试电流It可由测试参考电压Vf及测试电阻R7决定。
在一实施例中，模拟数字转换电路80用以转换电流感测输出信号Vcs_s而产生数字信号，并于生产模式下，根据两不同电流位准的测试电流It及其各自对应的数字信号而决定感测元件Sc的初始电阻值；且于开机测试模式下，根据两不同电流位准(与生产模式下相同的两种电流位准)的测试电流It及其各自对应的数字信号而决定感测元件Sc的实时电阻值。
具体而言，在一实施例中，于生产模式下，在第一时段中，测试电流It设定为第一电流位准(例如为0.2A)，此时数字信号对应为第一数字信号，在第二时段中，测试电流It设定为第二电流位准(例如为0A)，此时数字信号对应为第二数字信号；于开机测试模式下，在第三时段中，测试电流It设定为第一电流位准(例如为0.2A)，此时数字信号对应为第三数字信号，在第四时段中，测试电流It设定为第二电流位准(例如为0A)，此时数字信号对应为第四数字信号。在一实施例中，感测元件Sc的初始电阻值根据第一电流位准、第一数字信号、第二电流位准以及第二数字信号而决定；感测元件Sc的实时电阻值则根据第一电流位准、第三数字信号、第二电流位准以及第四数字信号而决定。
需说明的是，感测元件Sc可能肇因于氧化或焊点剥离等原因而随时间老化，因此其实时电阻值可能随时间而改变。
在一实施例中，调整电路90用以于开机测试模式下，根据感测元件Sc的初始电阻值与实时电阻值而控制第一调整电阻R1的电阻值及/或第二调整电阻R2的电阻值，以补偿感测元件Sc的实时电阻值与初始电阻值的差值，进而使得实时电流感测输出信号Vcs_s不因感测元件Sc的电阻值随时间变化而改变，亦即不因感测元件Sc老化而影响实时电流感测输出信号Vcs_s的值。
以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用，举例而言，两个或以上的实施例可以组合运用，而一实施例中的部分组成也可用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，举例而言，本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”，不限于根据该信号的本身，亦包含于必要时，将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等，之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，其组合方式甚多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。

Claims (17)

1.一种具有自我校准功能的电流感测电路，包含：
两引脚；
一感测元件，具有一感测电阻值，其中该感测元件的两端分别与该两引脚耦接；以及
一感测与校准电路，用以感测与校准该感测元件两端的一感测电压，并用以根据该感测电阻值及该感测电压而感测流经该感测元件的一感测电流，并产生一电流感测输出信号，其中该感测与校准电路包括：
两焊盘，分别耦接于该两引脚；
一电压电流转换电路，用以根据该感测电压而于第一节点产生第一电流，其中该电压电流转换电路包括第一调整电阻，该第一电流根据该第一调整电阻的电阻值而决定；
一电流镜电路，耦接于该第一节点，用以根据该第一电流而于第二节点产生第二电流；以及
一电流电压转换电路，用以根据该第二电流而产生该电流感测输出信号，其中该电流电压转换电路包括第二调整电阻，该电流感测输出信号根据该第二调整电阻的电阻值而决定；
其中该感测元件为一接合引线或一引脚延长部，其中当该感测元件为接合引线时，其两端分别与该两引脚通过压焊耦接；
其中该感测元件具有一第一温度系数，其中该第一调整电阻与该第二调整电阻的元件参数根据该第一温度系数而决定，以补偿该第一温度系数，使得该电流感测输出信号的一第二温度系数大致上为0；
其中该第一调整电阻与该第二调整电阻的元件参数包括：该第一调整电阻的电阻值、该第一调整电阻的一第三温度系数、该第二调整电阻的电阻值，以及该第二调整电阻的一第四温度系数。
2.如权利要求1所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该感测与校准电路还包括一增益级电路，耦接于该两焊盘，用以放大该感测电压而产生增益电压；其中该电压电流转换电路耦接于该增益级电路，用以根据该增益电压而于该第一节点产生该第一电流。
3.如权利要求2所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该增益级电路配置为一单端输出差动电路，其中该增益电压的电压位准为该感测电压的一增压倍数，其中该增压倍数大于等于1。
4.如权利要求2所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该电压电流转换电路还包括：
一误差放大电路，用以将一反馈电压与该增益电压的差值放大而产生一误差放大信号；以及
一第一晶体管，受该误差放大信号控制而于该第一节点产生该第一电流，且该第一电流流经该第一晶体管的第一端与第二端；
其中该第一调整电阻耦接于该第一晶体管的第二端，通过该第一电流流经该第一调整电阻，使得该第一晶体管的第二端与该第一调整电阻之间的一第三节点具有该反馈电压。
5.如权利要求2所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该电流镜电路包括：
一第二晶体管，其第一端与控制端相互耦接，且其第一端还耦接于该第一节点，其中该第一电流流经该第二晶体管的第一端与第二端；以及
一第三晶体管，其控制端与该第二晶体管的控制端相互耦接，以于该第二节点镜像产生该第二电流，其中该第二电流流经该第三晶体管的第一端与第二端；
其中该第二调整电阻耦接于该第二节点，通过该第二电流流经该第二调整电阻，使得该第二节点具有该电流感测输出信号。
6.一种具有自我校准功能的电流感测电路，包含：
两引脚；
一感测元件，具有一感测电阻值，其中该感测元件的两端分别与该两引脚耦接，其中该感测元件具有一第一温度系数；以及
一感测与校准电路，用以感测与校准该感测元件两端的一感测电压，并用以根据该感测电阻值及该感测电压而感测流经该感测元件的一感测电流，并产生一电流感测输出信号，其中该感测与校准电路包括：
两焊盘，分别耦接于该两引脚；
一电压电流转换电路，用以根据该感测电压而于第一节点产生第一电流，其中该电压电流转换电路包括第一调整电阻，该第一电流根据该第一调整电阻的电阻值而决定；
一电流镜电路，耦接于该第一节点，用以根据该第一电流而于第二节点产生第二电流；
一电流电压转换电路，用以根据该第二电流而产生该电流感测输出信号，其中该电流电压转换电路包括第二调整电阻，该电流感测输出信号根据该第二调整电阻的电阻值而决定；
一温度感测电路，用以于一生产模式下，感测一第一参考温度及一第二参考温度，且于一操作模式下，感测一操作温度；其中该第一温度系数根据该第一参考温度、该第二参考温度、于该第一参考温度时所对应的该电流感测输出信号以及于该第二参考温度时所对应的该电流感测输出信号而决定；以及
一调整电路，用以于该操作模式下，根据该第一温度系数及该操作温度而调整该第一调整电阻的电阻值及/或该第二调整电阻的电阻值，以补偿该第一温度系数，使得该电流感测输出信号的一第二温度系数大致上为0；
其中该感测元件为接合引线或引脚延长部，其中当该感测元件为接合引线时，其两端分别与该两引脚通过压焊耦接。
7.如权利要求6所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该感测与校准电路还包括一增益级电路，耦接于该两焊盘，用以放大该感测电压而产生增益电压；其中该电压电流转换电路耦接于该增益级电路，用以根据该增益电压而于该第一节点产生该第一电流。
8.如权利要求7所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该增益级电路配置为一单端输出差动电路，其中该增益电压的电压位准为该感测电压的一增压倍数，其中该增压倍数大于等于1。
9.如权利要求7所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该电压电流转换电路还包括：
一误差放大电路，用以将一反馈电压与该增益电压的差值放大而产生一误差放大信号，其中该增益电压对应于该误差放大电路的一正输入端；以及
一第一晶体管，受该误差放大信号控制而于该第一节点产生该第一电流，且该第一电流流经该第一晶体管的第一端与第二端；
其中该第一调整电阻耦接于该第一晶体管的第二端，通过该第一电流流经该第一调整电阻，使得该第一晶体管的第二端与该第一调整电阻之间的一第三节点具有该反馈电压。
10.如权利要求7所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该电流镜电路包括：
一第二晶体管，其第一端与控制端相互耦接，且其第一端还耦接于该第一节点，其中该第一电流流经该第二晶体管的第一端与第二端；以及
一第三晶体管，其控制端与该第二晶体管的控制端相互耦接，以于该第二节点镜像产生该第二电流，其中该第二电流流经该第三晶体管的第一端与第二端；
其中该第二调整电阻耦接于该第二节点，通过该第二电流流经该第二调整电阻，使得该第二节点具有该电流感测输出信号。
11.一种具有自我校准功能的电流感测电路，包含：
两引脚；
一感测元件，具有一感测电阻值，其中该感测元件的两端分别与该两引脚耦接；以及
一感测与校准电路，用以感测与校准该感测元件两端的一感测电压，并用以根据该感测电阻值及该感测电压而感测流经该感测元件的一感测电流，并产生一电流感测输出信号，其中该感测与校准电路包括：
两焊盘，分别耦接于该两引脚；
一电压电流转换电路，用以根据该感测电压而于第一节点产生第一电流，其中该电压电流转换电路包括第一调整电阻，该第一电流根据该第一调整电阻的电阻值而决定；
一电流镜电路，耦接于该第一节点，用以根据该第一电流而于第二节点产生第二电流；
一电流电压转换电路，用以根据该第二电流而产生该电流感测输出信号，其中该电流电压转换电路包括第二调整电阻，该电流感测输出信号根据该第二调整电阻的电阻值而决定；
一电流产生电路，用以产生一测试电流；
一模拟数字转换电路，用以转换该电流感测输出信号而产生一数字信号，其中于一生产模式下，在一第一时段中，该测试电流设定为第一电流位准，此时该数字信号对应为第一数字信号，在一第二时段中，该测试电流设定为第二电流位准，此时该数字信号对应为第二数字信号，其中于一开机测试模式下，在一第三时段中，该测试电流设定为该第一电流位准，此时该数字信号对应为第三数字信号，在一第四时段中，该测试电流设定为该第二电流位准，此时该数字信号对应为第四数字信号；其中该感测元件的一初始电阻值根据该第一电流位准、该第一数字信号、该第二电流位准以及该第二数字信号而决定，其中该感测元件的一实时电阻值根据该第一电流位准、该第三数字信号、该第二电流位准以及该第四数字信号而决定；以及
一调整电路，用以于该开机测试模式下，根据该感测元件的初始电阻值与该实时电阻值而控制该第一调整电阻的电阻值及/或该第二调整电阻的电阻值，以补偿该感测元件的实时电阻值与初始电阻值的差值，进而使得该实时电流感测输出信号不因该感测元件随时间变化而改变；
其中该感测元件为接合引线或引脚延长部，其中当该感测元件为接合引线时，其两端分别与该两引脚通过压焊耦接。
12.如权利要求11所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该感测元件具有一第一温度系数，其中该感测与校准电路还包括一温度感测电路，用以于一生产模式下，感测一第一参考温度及一第二参考温度，且于一操作模式下，感测一操作温度；其中该第一温度系数根据该第一参考温度、该第二参考温度、于该第一参考温度时所对应的该电流感测输出信号以及于该第二参考温度时所对应的该电流感测输出信号而决定；
其中该调整电路还用以于该操作模式下，根据该第一温度系数及该操作温度而调整该第一调整电阻的电阻值及/或该第二调整电阻的电阻值，以补偿该第一温度系数，使得该电流感测输出信号的一第二温度系数大致上为0。
13.如权利要求11所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该电流产生电路包括：
一第一误差放大电路，用以根据一使能信号，将一测试电压与一测试参考电压的差值放大而产生一测试信号；
一测试晶体管，受该测试信号控制而产生一测试电流，其第一端耦接于该两引脚的一第一引脚，其中该测试电流流经该感测元件；以及
一测试电阻，耦接于该两引脚的一第二引脚，通过该测试电流流经该测试电阻，使得该第二引脚与该测试电阻之间的一反馈节点具有该测试电压；
其中该测试电流的电流位准根据该测试电压与该测试电阻而决定。
14.如权利要求11所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该感测与校准电路还包括一增益级电路，耦接于该两焊盘，用以放大该感测电压而产生一增益电压；其中该电压电流转换电路耦接于该增益级电路，用以根据该增益电压而于该第一节点产生该第一电流。
15.如权利要求14所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该增益级电路配置为一单端输出差动电路，其中该增益电压的电压位准为该感测电压的一增压倍数，其中该增压倍数大于等于1。
16.如权利要求14所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该电压电流转换电路还包括：
一第二误差放大电路，用以将一反馈电压与该增益电压的差值放大而产生一误差放大信号；以及
一第一晶体管，受该误差放大信号控制而于该第一节点产生该第一电流，且该第一电流流经该第一晶体管的第一端与第二端；
其中该第一调整电阻耦接于该第一晶体管的第二端，通过该第一电流流经该第一调整电阻，使得该第一晶体管的第二端与该第一调整电阻之间的一第三节点具有该反馈电压。
17.如权利要求14所述的具有自我校准功能的电流感测电路，其中，该电流镜电路包括：
一第二晶体管，其第一端与控制端相互耦接，且其第一端还耦接于该第一节点，其中该第一电流流经该第二晶体管的第一端与第二端；以及
一第三晶体管，其控制端与该第二晶体管的控制端相互耦接，以于该第二节点镜像产生该第二电流，其中该第二电流流经该第三晶体管的第一端与第二端；
其中该第二调整电阻耦接于该第二节点，通过该第二电流流经该第二调整电阻，使得该第二节点具有该电流感测输出信号。
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