CN204613286U - 一种新型低功耗电流检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及检测技术领域，尤其是一种新型低功耗电流检测电路。它包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、第一三极管、第二三极管和第三三极管。第一MOS管的栅极与第二MOS管的栅极连接PWM信号，第一三极管的集电极与第四MOS管的漏极连接电流检测输出端。本实用新型采用两个MOS管串联的形式作为检测拓扑，利用三极管的高增益特性，克服了传统电流检测技术中增加额外功耗和精度较低的缺点。该电路有效降低了电源电压、偏置电流和温度等的影响，可以即时跟踪检测流过功率管的电流，通过反馈环路对整个系统进行控制和调整，能更高地满足现代电源管理芯片的设计要求。

Description

一种新型低功耗电流检测电路

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其是一种新型低功耗电流检测电路。

背景技术

电流检测电路是功率集成电路中重要的功能模块。一方面它可以大大提高整个系统环路的稳定性，另外一方面也可以避免功率被放大电流烧坏。目前已有多种拓扑结构的电流检测技术，通常采用的方法是在所要检测电流支路上加入一个小电阻，通过采样电阻上的压降来反映支路上的电流，或者是利用MOS管的漏源电压的变化来采样流过该管的电流。前者将增加一个额外的功率损耗，而后者由于温度等变化导致电流检测精度的降低。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种新型低功耗电流检测电路，该电路采用两个MOS管串联的形式作为检测拓扑，利用三极管高增益的特性，克服了传统电流检测技术中增加额外功耗和精度低的缺点，并通过优化设计降低了温度、电源电压和偏置电流对电流检测结果的影响。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型低功耗电流检测电路，它包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、第一三极管、第二三极管和第三三极管；

所述第一MOS管的栅极连接PWM信号输入端、漏极连接所述第二MOS管的漏极、源极连接所述第三MOS管的源极并接功率地；

所述第二MOS管的栅极连接所述第一MOS管的栅极、源极连接所述第三MOS管的漏极和第八MOS管的源极；

所述第三MOS管的栅极连接电源电压、源极接功率地；

所述第四MOS管的源极连接电源电压、漏极连接检测电流输出端、栅极连接所述第五MOS管的栅极；

所述第五MOS管的源极连接电源电压、栅极连接第五MOS管的漏极、漏极连接所述第二三极管的集电极；

所述第六MOS管的源极连接电源电压、漏极连接所述第三三极管的集电极、栅极连接所述第七MOS管的栅极；

所述第七MOS管的源极连接电源电压、漏极连接所述第六MOS管的栅极并接普通地；

所述第八MOS管的源极连接在所述第二MOS管的源极和第三MOS管的漏极之间、漏极连接所述第一三极管的发射极、栅极连接所述第九MOS管的栅极并通过第一电阻连接电源电压；

所述第九MOS管的栅极连接所述第十MOS管的栅极、漏极连接所述第二三极管的发射极、源极接普通地；

所述第十MOS管的漏极连接所述第三三极管的发射极，源极接普通地；

所述第一三极管的集电极连接检测电流输出端、基极连接所述第二三极管的基极；

所述第二三极管的基极连接所述第三三极管的基极和发射极、集电极连接所述第五MOS管的漏极和栅极。

优选地，所述第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管为相同几何尺寸的MOS管。

优选地，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管均为PNP型三极管。

由于采用了上述方案，本实用新型采用两个MOS管串联的形式作为检测拓扑，利用三极管的高增益特性，克服了传统电流检测技术中增加额外功耗和精度较低的缺点。该电路有效降低了电源电压、偏置电流和温度等的影响，可以即时跟踪检测流过功率管的电流，通过反馈环路对整个系统进行控制和调整，能更好地满足现代电源管理芯片的设计要求。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实施例的一种新型低功耗电流检测电路，它包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第九MOS管M9、第十MOS管M10、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3。

第一MOS管M1的栅极连接PWM信号输入端Driver、漏极连接第二MOS管M2的漏极、源极连接第三MOS管M3的源极并接功率地。

第二MOS管M2的栅极连接第一MOS管M1的栅极、源极连接第三MOS管M3的漏极和第八MOS管的源极。

第三MOS管的栅极连接电源电压VDD、源极接功率地。

第四MOS管M4的源极连接电源电压VDD、漏极连接检测电流输出端Iout、栅极连接第五MOS管M5的栅极。

第五MOS管M5的源极连接电源电压VDD、栅极连接第五MOS管M5的漏极、漏极连接第二三极管Q2的集电极。

第六MOS管M6的源极连接电源电压VDD、漏极连接第三三极管Q3的集电极、栅极连接第七MOS管M7的栅极。

第七MOS管M7的源极连接电源电压VDD、漏极连接第六MOS管M6的栅极并接普通地。

第八MOS管M8的源极连接在第二MOS管M2的源极和第三MOS管M3的漏极之间、漏极连接第一三极管Q1的发射极、栅极连接第九MOS管M9的栅极并通过第一电阻R1连接电源电压VDD。

第九MOS管M9的栅极连接第十MOS管M10的栅极、漏极连接第二三极管Q2的发射极、源极接普通地。

第十MOS管M10的漏极连接第三三极管Q3的发射极，源极接普通地。

第一三极管Q1的集电极连接检测电流输出端Iout、基极连接第二三极管Q2的基极。

第二三极管Q2的基极连接第三三极管Q3的基极和发射极、集电极连接第五MOS管M5的漏极和栅极。

本实施例利用两个MOS管串联的形式作为检测拓扑，利用三极管的高增益特性，克服了传统电流检测技术中增加额外功耗和精度较低的缺点，并通过对电路的优化设计，降低了温度、电源电压和偏置电流对电流检测结果的影响，能更高地满足现代电源管理芯片的设计要求。

其中，电路的Lx端与外围电路连接，PWM(脉冲宽度调制)信号用于控制功率MOS管的开关，实现对MOS管的电流检测，PWM信号的高、低电平分别为电源电压VCC和地。第四MOS管M4、第五MOS管M5和第六MOS管M6、第七MOS管分别构成电流镜和镜像偏置电流Ibias，使流过第四MOS管M4的漏电流稳定为Ibias。当流过第一MOS管M1的电流增大时，第二MOS管M2上的电流也随之以一定比例增大，使电压V1上升，流过第一三极管Q1的电流减小，而流过第四MOS管M4的电流不变，因此输出检测电流为流过第一三极管Q1的电流与流过第四MOS管M4的电流之差。

进一步地，本实施例的第一MOS管M1为功率NMOS管，第二MOS管M2、第三MOS管M3均为检流NMOS管，第一MOS管M1和第三MOS管M3的源极与普通地(gnd)分离，接功率地(Pgnd),可以减少对电路中其他有效信号的干扰，提高了电路的精度。

进一步地，本实施例的第一三极管、第二三极管和第三三极管均为PNP型三极管，能够稳定第八MOS管M8漏端电压，使流过第八MOS管M8的电流只与V2有关，因此输出检测电流可以较好地反映功率管上的电流，即时跟踪检测流过功率管的电流。

进一步地，本实施例将第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3设计为具有相同几何尺寸的MOS管，以便版图上良好匹配，可以有效降低工艺对V1的影响。当温度变化时，第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3同时变化，抵消了温度对V1的作用，降低了温度对检测电路的影响。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种新型低功耗电流检测电路，其特征在于：它包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、第一三极管、第二三极管和第三三极管；

所述第一MOS管的栅极连接PWM信号输入端、漏极连接所述第二MOS管的漏极、源极连接所述第三MOS管的源极并接功率地；

所述第二MOS管的栅极连接所述第一MOS管的栅极、源极连接所述第三MOS管的漏极和第八MOS管的源极；

所述第三MOS管的栅极连接电源电压、源极接功率地；

所述第四MOS管的源极连接电源电压、漏极连接检测电流输出端、栅极连接所述第五MOS管的栅极；

所述第五MOS管的源极连接电源电压、栅极连接第五MOS管的漏极、漏极连接所述第二三极管的集电极；

所述第六MOS管的源极连接电源电压、漏极连接所述第三三极管的集电极、栅极连接所述第七MOS管的栅极；

所述第七MOS管的源极连接电源电压、漏极连接所述第六MOS管的栅极并接普通地；

所述第八MOS管的源极连接在所述第二MOS管的源极和第三MOS管的漏极之间、漏极连接所述第一三极管的发射极、栅极连接所述第九MOS管的栅极并通过第一电阻连接电源电压；

所述第九MOS管的栅极连接所述第十MOS管的栅极、漏极连接所述第二三极管的发射极、源极接普通地；

所述第十MOS管的漏极连接所述第三三极管的发射极，源极接普通地；

所述第一三极管的集电极连接检测电流输出端、基极连接所述第二三极管的基极；

所述第二三极管的基极连接所述第三三极管的基极和发射极、集电极连接所述第五MOS管的漏极和栅极。

2.如权利要求1所述的一种新型低功耗电流检测电路，其特征在于：所述第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管为相同几何尺寸的MOS管。

3.如权利要求1所述的一种新型低功耗电流检测电路，其特征在于：所述第一三极管、第二三极管和第三三极管均为PNP型三极管。