CN209265313U - 能够生成基极电流的电流电路和点火系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及能够生成基极电流的电流电路和点火系统。具体地讲,本实用新型涉及一种利用所述电流电路的点火系统。本实用新型解决的技术问题是常规电流检测电路因基极电流和晶体管的处理变化而不能准确地检测电流。根据各种实施方案,所述电流电路可以用于电流检测或电流限制。所述电流电路可以被配置为补偿基极电流,以使输入电流的检测更准确。本实用新型实现的技术效果是提供电路,所述电路补偿所述基极电流,从而提供更准确的电流检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及能够生成基极电流的电流电路和点火系统,并且具体地讲,涉及利用该电流电路的点火系统。
背景技术
典型地用于点火系统的点火线圈可以由点火器电控制,点火器检测和/或限制通过点火线圈的电流(即,线圈电流)。然而,在一些情况下,温度和处理变化使系统中产生误差,并且可能影响点火器准确地检测和/或限制线圈电流的能力。该误差一般是在操作期间由双极型晶体管生成的基极电流造成,该基极电流是温度的复杂函数。基极电流还与混合参数正向电流增益值(hfe)有关,其根据处理变化而变化。
利用MOS晶体管的常规电路(例如如图6所示)可以提供不受hfe影响的输出特性,因为MOS晶体管不具有基极电流。然而,MOS晶体管具有比双极型晶体管大得多的阈值电压失配,并且因此它仍然会在检测电流中产生误差。诸如此类的电路需要附加的调整电路,诸如微调电路,以补偿这些变化,这增加了管芯的面积和/或管芯的成本。
实用新型内容
本实用新型涉及电流电路和系统,并且具体地讲,涉及利用该电流电路的点火系统。
本实用新型解决的技术问题是常规电流检测电路因基极电流和晶体管的处理变化而不能准确地检测电流。
根据各种实施方案,该电流电路可以用于电流检测或电流限制。该电流电路可以被配置为补偿基极电流,以使输入电流的检测更准确。
根据一个方面,能够生成基极电流的电流电路包括:第一电流镜电路;电流源,该电流源连接到第一电流镜电路并被配置为生成源极电流;第二电流镜电路,该第二电流镜电路连接到第一电流镜电路;输入电路,该输入电路包括:第一晶体管;和第二晶体管;其中第一晶体管的基极端子在第一节点处连接到第二晶体管的基极端子;以及电流补偿电路,该电流补偿电路连接在第一节点与第二电流镜电路之间;其中电流检测电路基于负载电流而输出检测信号。
在上述电流电路的一个实施方案中,第一电流镜电路包括多个晶体管,该多个晶体管被配置为共源共栅电流镜电路。
在上述电流电路的一个实施方案中,电流补偿电路还连接到第一电流镜电路。
在上述电流电路的一个实施方案中,输入电路还包括:参考电阻器,该参考电阻器耦接到第一晶体管;以及感测电阻器,该感测电阻器耦接到第二晶体管。
在上述电流电路的一个实施方案中,检测信号独立于:基极电流;以及电流检测电路的温度。
在上述电流电路的一个实施方案中,电流补偿电路生成等于基极电流两倍的电流。
在上述电流电路的一个实施方案中,输入电路还经由第一连接和第二连接连接到第一电流镜电路。
根据另一方面,系统包括:负载,该负载被配置为生成负载电流;点火器,该点火器连接到负载并被配置为检测负载电流,该点火器包括:运算放大器,该运算放大器包括:共源共栅电流镜电路;电流分流电路,该电流分流电路连接到共源共栅电流镜电路;输入电路,该输入电路被配置为检测负载电流并包括:第一双极型晶体管;以及第二双极型晶体管,该第二双极型晶体管连接到第一双极型晶体管;其中第一晶体管和第二晶体管共用基极端子;以及电流补偿晶体管,该电流补偿晶体管连接在基极端子与第二电流镜电路之间;感测电阻器,该感测电阻器连接到运算放大器的第一端子;以及参考电阻器,该参考电阻器连接到运算放大器的第二端子;其中点火器基于负载电流而输出检测信号。
在上述系统的一个实施方案中,电流补偿晶体管:还连接到第一电流镜电路;包括双极型晶体管;并且生成等于输入电路的基极电流两倍的发射极电流。
在上述系统的一个实施方案中,输入电路还经由第一连接和第二连接连接到共源共栅电流镜电路;并且电流分流电路经由第三连接和第四连接连接到共源共栅电流镜电路。
本实用新型实现的技术效果是提供电路,该电路补偿该基极电流,从而提供更准确的电流检测。
附图说明
当结合以下示例性附图考虑时,可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中,通篇以类似附图标记指代各附图当中的类似元件和步骤。
图1代表性地示出了根据本技术的示例性实施方案的点火系统;
图2是根据本技术的示例性实施方案的电流电路的等效电路图;
图3是根据本技术的示例性实施方案的电流电路的框图;
图4是根据本技术的示例性实施方案的电流电路的电路图;
图5是第一常规电流电路的电路图;
图6是第二常规电流电路的电路图;
图7是第三常规电流电路的电路图;
图8示出了根据本技术的示例性实施方案的跨各种温度和以第一混合参数正向电流増益(hfe)值的各种电路的检测电流;
图9示出了根据本技术的示例性实施方案的跨各种温度和以第二混合参数正向电流増益(hfe)值的各种电路的检测电流;
图10是根据本技术的第二实施方案的电流电路的电路图;
图11是根据本技术的第三实施方案的电流电路的电路图;
图12是根据本技术的示例性实施方案的点火器输出级的电路图;
图13是根据本技术的示例性实施方案的电流检测信号波形;
图14是根据本技术的示例性实施方案的输出电流波形;
图15是根据本技术的示例性实施方案的控制输入信号波形;
图16是根据本技术的第四实施方案的电流电路的电路图;并且
图17是根据本技术的第五实施方案的电流电路的电路图。
具体实施方式
本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置成执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如,本技术可以采用可执行多种功能的各种电源、电流源、电压-电流转换器、点火线圈等。另外,本技术可结合任何数量的系统(诸如机动车、船舶和航空系统)实施,并且所述的这些系统仅为该技术的示例性应用。此外,本技术可以采用任何数量的常规技术来提供控制信号、提供电流源等。
根据本技术的各个方面的用于电流电路的方法和装置可以结合需要电流检测和/或电流限制功能的任何系统(诸如用于具有内燃机的机动车中的点火系统等)一起操作。参见图1和图2,示例性点火系统100可结合到由内燃机提供动力的机动车系统中。例如,在各种实施方案中,点火系统100可以包括电子控制单元(ECU)125、点火器130、负载(诸如点火线圈105)、电源120和火花塞135,它们一起操作以生成极高电压并产生火花,该火花点燃引擎的燃烧室中的燃料空气混合物。
电源120充当点火系统100的电源。例如,电源120可生成DC(直流)电压源。电源120可包括用于生成功率的任何合适的设备和/或系统。例如,电源120可以包括常用在机动车应用中的任何合适的电池,诸如12伏铅酸电池、24伏电池、48伏电池。在示例性实施方案中,电源120可耦接到点火线圈105。在各种实施方案中,电源120还可以通过调节器(未示出)耦接到其他部件(诸如ECU 125)以有利于操作。
ECU 125可控制点火系统100中的一个或多个部件的各种操作。例如,ECU125可被配置为传输表示接通/断开模式、特定操作状态等的各种控制信号。在示例性实施方案中,ECU 125可耦接到点火器130,并且被配置为传输ECU信号以操作点火器130。例如,ECU信号可表示点火器130的接通/断开模式,继而控制点火线圈105的操作。在一些情况下,ECU 125可发生故障,导致点火器130和点火线圈105的非预期操作。
一般来讲,ECU 125可用预定停留时间进行编程,该预定停留时间是点火线圈130在接通模式下为实现正常操作而应有的优选时间量。可根据特定应用、电源120的额定规格和/或点火线圈105的变换能力来选择停留时间。在一些情况下,该停留时间可以是基于预定线圈电流限制,使得当负载电流诸如线圈电流ICOIL达到预定线圈电流限制时,ECU 125关闭点火器130。在ECU 125未在所需时间断开点火器130的情况下,点火器130和点火线圈105将继续在接通模式下操作一段称为“过度停留”的时间周期。
点火线圈105将电源120的DC电压变换为在火花塞135中产生电火花所需的更高电压,该电火花继而点燃进给到引擎的燃料空气混合物。例如,点火线圈105可电耦接到电源120的正极端子和火花塞135。点火线圈105可以包括任何合适的线圈,例如感应线圈,并且生成线圈电流ICOIL。
在各种实施方案中,点火线圈105可包括具有初级电压VC1的初级线圈110和具有次级电压VC2的次级线圈115。在示例性实施方案中,初级线圈110包括匝数相对较少的导线,并且次级线圈115包括比初级线圈110中所使用的更细且匝数更多的导线。一般来讲,点火线圈105可以根据匝数比N来描述,该匝数比是次级线圈115的匝数(N2)比初级线圈110的匝数(N1)(N=N2/N1)。一般来讲,次级电压VC2等于初级电压VC1乘以匝数比。因此,次级电压VC2高于初级电压VC1。在示例性实施方案中,初级线圈110可耦接到点火器130,并且次级线圈115可耦接到火花塞135。
根据各种实施方案,点火器130控制和/或测量(或检测或感测)线圈电流ICOIL。在示例性实施方案中,点火器130可耦接到初级线圈110,并且线圈电流ICOIL可为通过初级线圈110的电流。点火器130可以包括用于电流检测、信号放大、控制和/或限制电流等的各种电路和/或系统。
参见图12,并且根据示例性实施方案,点火器30可以包括开关元件1000,该开关元件被配置为根据信号(诸如控制信号SIG)接通和断开。控制信号SIG可以在点火器130内部生成,并且可对应于来自ECU 125的控制信号。当开关元件1000接通时,线圈电流ICOIL流过开关元件1000。在示例性实施方案中,点火器130还包括放大器电路,诸如反相放大器电路,以放大控制信号SIG。
点火器130可以被配置为检测和控制线圈电流ICOIL。在示例性实施方案中,点火器130包括电流电路200,诸如第一电流电路200(A)和第二电流电路200(B),其中第一电流电路200(A)和第二电流电路200(B)耦接在一起,并且两者都耦接到开关元件1000。在各种替代实施方案中,点火器130可以仅包括第一电流电路200(A)。
第一电流电路200(A)可以结合开关元件1000操作,并且用作保护电路以生成期望线圈电流ICOIL和/或限制线圈电流ICOIL。例如,第一电流电路200(A)可以耦接到开关元件1000的输入,其中开关元件1000响应于第一电流电路的输出。
第二电流电路200(B)可以耦接到开关元件1000并与第一电流电路200(A)共用感测电阻器RSNS,并且用作检测电路。例如,第二电流电路200(B)可以被配置为检测线圈电流ICOIL并将线圈电流ICOIL与预定值进行比较以确定线圈电流ICOIL是否大于预定值。第二电流电路200(B)还可以被配置为将比较结果报告给ECU 125。
参见图2至图4,电流电路200可以被配置为电流限制电路和电流检测电路之一。例如,电流电路200可以被配置为接收和检测输出电流IOUT(诸如线圈电流ICOIL)的幅值。可以根据特定应用和/或期望用途来选择电流电路200的特定功能。
参见图2,具有n:m晶体管比率的电流电路200的等效电路(其中n=1且m=1(即,1:1晶体管比率))可以包括被配置为将第一输入电压V1与第二输入电压V2进行比较并根据比较来输出检测信号DET的运算放大器220。例如,第一电压V1可以包括根据输出电流IOUT跨感测电阻器RSNS的电压电位,并且第二电压V2可以包括根据源极电流IO跨参考电阻器RREF的电压电位。根据各种实施方案,参考电阻器RREF具有固定的电阻值,并且感测电阻器RSNS具有固定的电阻值,其中参考电阻器RREF的电阻值远大于感测电阻器RSNS的电阻值。
根据示例性实施方案,并且参见图3至图4,运算放大器220包括第一电流镜电路205、第二电流镜电路210、补偿电路225和差分输入电路215,该差分输入电路结合感测电阻器RSNS和参考电阻RREF操作以检测或控制输出电流IOUT。
第一电流镜电路205可以生成相同电流。第一电流镜电路205可以包括适合于生成镜像电流的任何电路。在示例性实施方案中,第一电流镜电路205被配置为共源共栅电流镜电路,其包括多个晶体管,诸如晶体管M1:M6。根据各种实施方案,晶体管M1:M6可以是P沟道MOS晶体管。第一电流镜电路205可以耦接到电流源,其提供恒定的源极电流Io。电流源235可包括被配置为生成预定电流的任何合适的电路和/或系统。根据各种实施方案,第一电流镜电路205还可以耦接到供电电压VDD。
根据示例性实施方案,第一电流镜电路205耦接到第二电流镜电路210,其中与基极电流IB,成比例的第一电流I1沿着第一电流路径240从第一电流镜电路205流动到第二电流镜电路210。例如,第一电流I1可以等于基极电流IB(即,I1=IB)。与基极电流IB成比例的第二电流I2沿着第二电流路径245从第一电流镜电路205流动到第二电流镜电路210。例如,第二电流I2可以等于基极电流IB(即,I2=IB)。在各种实施方案中,第一电流I1和第二电流I2分别等于通过晶体管M3和晶体管M5的源极电流/漏极电流。
根据本实施方案,基极电流IB表示具有集流体电流Io的双极型晶体管的基极电流。(即,IB=Io/hfe,其中hfe是双极型晶体管的电流增益)。
第一电流镜电路205还可以耦接到差分输入电路215,其中与源极电流Io减去基极电流IB成比例的第三电流I3沿着第三电流路径230从第一电流镜电路205流动到差分输入电路215。例如,第三电流I3可以等于源极电流Io减去基极电流IB(即,I3=Io-IB)。与源极电流Io减去基极电流IB成比例的第四电流I4沿着第四电流路径235从第一电流镜电路205流动到差分输入电路215。例如,第四电流I4可以等于源极电流Io减去基极电流IB(即,I4=Io-IB)。
第二电流镜电路210被配置为产生相同电流。例如,第二电流镜电路210可以包括多个晶体管,诸如晶体管M7和晶体管M8,并且生成第一电流I1和第二电流I2。第二电流镜电路210可以耦接到补偿电路225,其中与基极电流IB成比例的第五电流I5沿着第五电流路径250从第二电流镜电路210流动到补偿电路225。例如,第五电流I5可以等于基极电流IB的两倍(即,I5=2IB)。在本实施方案中,晶体管M7、晶体管M8都是N沟道MOS晶体管。
补偿电路225补偿基极电流IB。在示例性实施方案中,补偿电路225可以包括双极型晶体管Q1,其经由第一端子耦接到第二电流镜电路210并经由第二端子耦接到差分输入电路215。与基极电流成比例的第六电流I6沿第六电流路径255流过补偿电路225并流动到差分输入电路215。例如,第六电流I6可以等于基极电流IB的两倍(即,I6=2IB)。补偿电路225的第三端子可以耦接到第一电流路径230。
差分输入电路215可以耦接到输出电流IOUT并生成基极电流IB。在示例性实施方案中,差分输入电路215可以包括晶体管对,该晶体管对包括双极型晶体管Q2和Q3。晶体管Q2和Q3可以经由相应的基极端子耦接和/或共用基极端子。双极对的每个晶体管Q2、Q3可以在相应基极端子处生成第七电流I7和第八电流I8。在本实施方案中,第七电流I7和第八电流I8可以等于基极电流IB(即,I7=I8=IB)。
在示例性实施方案中,晶体管Q2可以具有等于源极电流Io的发射极电流Ie_Q2(即,Ie_Q2=Io),并且晶体管Q3可以具有等于源极电流Io的发射极电流Ie_Q3(即,Ie_Q3=Io)。根据各种实施方案,晶体管Q2的发射极端子耦接到参考电阻器RREF,并且晶体管Q3的发射极端子耦接到感测电阻器RSNS。
根据本实施方案,电流电路200被配置为使得第一电流I1等于第七电流I7并且第二电流I2等于第八电流I8,以便抵消或以其他方式补偿基极电流IB对检测信号DET的影响并表现出期望特性。
参见图10,根据第二实施方案,第二电流镜电路210可以耦接到第一电流镜电路205、补偿电路225并直接地耦接到供电电压VDD。根据本实施方案,晶体管M7和晶体管M8是P沟道MOS晶体管。
参见图11,根据第三实施方案,电流电路200还可以包括第三电流镜电路900,其包括多个晶体管,诸如晶体管M8:M10。第三电流镜电路900可以耦接到第一电流镜电路205和第二电流镜电路210。根据本实施方案,晶体管M8:M10是N沟道MOS晶体管。
参见图16,在第四实施方案中,电流电路200可以被配置为具有反转极性。
参见图17,在第五实施方案中,其中电流电路200的晶体管特性可以被描述为具有n:m晶体管比率,n≠1且m≠1,并且其中M1:M3:M5=1:n:m,M7:M8=n:m,M2:M4:M6=1:n:m,并且Q2:Q3=n:m。因此,如果晶体管M1的大小被限定为SM1并且晶体管M2的大小被限定为SM2,那么晶体管M3的大小为n*SM1,晶体管M4的大小为n*SM2,晶体管M5的大小为m*SM1,并且晶体管M6的大小为m*SM2。此外,如果晶体管M7的大小被限定为SM7,那么晶体管M8的大小为m/n*SM7。此外,如果晶体管Q2的大小被限定为SQ2,那么晶体管Q3的大小为m/n*SQ2。
根据本实施方案,第一电流I’1可以等于第一晶体管因子n乘以基极电流IB(即,I’1=n*IB);第二电流I’2可以等于第二晶体管因子m乘以基极电流IB(即,I’2=m*IB);第三电流I’3可以等于第一晶体管因子n乘以源极电流Io减去基极电流IB(即,I’3=n*(Io-IB));第四电流I’4可以等于第二晶体管因子m乘以源极电流Io减去基极电流IB(即,I’4=m*(Io-IB));第五电流I’5可以等于第一晶体管因子n加上第二晶体管因子m乘以基极电流(即,I’5=(n+m)*IB);第六电流I’6可以等于第一晶体管因子n加上第二晶体管因子m乘以基极电流(即,I’6=(n+m)*IB);第七电流I’7可以等于第一晶体管因子n乘以基极电流(即,I7=n*IB);第八电流I’8可以等于第二晶体管因子m乘以基极电流IB(即,I’8=m*IB);晶体管Q2可以具有等于源极电流Io乘以第一晶体管因子n的发射极电流(I’e_Q2)(即,I’e_Q2=n*Io);并且晶体管Q3可以具有等于源极电流Io乘以第二晶体管因子m的发射极电流(I’e_Q3)(即,I’e_Q3=m*Io)。
根据本实施方案,电流电路200被配置为使得第一电流I1’等于第七电流I7’并且第二电流I2’等于第八电流I8’,以便抵消或以其他方式补偿基极电流IB对检测信号DET的影响并表现出期望特性。
根据各种实施方案,各种电流诸如I1、I’1、I2、I’2、I3、I’3等也可以被描述为与第一晶体管因子n和第二晶体管因子m成比例。例如,第一电流I1、I’1与第一晶体管因子n成比例,并且第四电流I4与第二晶体管因子m成比例。
根据各种实施方案,在操作中,电流电路200通过补偿在操作期间由差分输入电路215生成的基极电流IB来在各种温度下并在具有不同混合参数正向电流增益(hfe)值的各种设备上以给定电压提供基本上固定的输出电流。例如,参见图8和图9,差分输入电路215由以下条件描述:hfe=71,Vb=14V,并且Vcc=5V(图8);并且hfe=18.7,Vb=14V,并且Vcc=5V(图9)。根据本技术的各种实施方案,当温度从-50摄氏度增加到180摄氏度时,电流电路200的输出电流IOUT保持基本上稳定。相反,常规电路的输出电流在-50摄氏度至180摄氏度的温度范围内变化和/或与导致检测误差的预期电流不同。根据本技术的各种实施方案,在hfe为71和hfe为18.7的情况下,电流电路200生成输出电流IOUT也基本上稳定在12.1A。相反,常规电路的输出电流不仅根据温度而且还根据不同hfe值而变化。因此,输出电流IOUT不受基极电流IB影响,并且输出电流的特定幅值的检测更准确。
根据各种操作,当输出电流IOUT(诸如线圈电流ICOIL)达到预定阈值时,点火器130作出响应。例如,并且参见图12至图15,其中第一电流电路200(A)用作电流限制器,而第二电流电路200(B)用作电流检测器,随着输出电流IOUT增加,通过生成检测信号DET并将其传输到ECU 125,第二电流电路200(B)在输出电流达到第一阈值Icf(其中Icf=Io×RREF_B/RSNS)时作出响应。当输出电流IOUT达到第二阈值Ic(其中Ic=Io×RREF_A/RSNS)时,第一电流电路200(A)作出响应以限制开关元件1000的栅极电压,这继而限制线圈电流ICOIL。准确地检测和限制线圈电流ICOIL可以确保点火线圈105的正确操作并防止对点火线圈105的损坏。
在上述描述中,已参考具体示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述的具体实施方式用于展示所述技术及其最佳模式,而不旨在以任何方式另外限制本技术的范围。实际上,为简洁起见,方法和系统的常规制造、连接、制备和其它功能方面可能未详细描述。此外,多张图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或步骤。在实际系统中可能存在多个替代的或另外的功能关系或物理连接。
已参考具体示例性实施方案描述了所述技术。然而,可在不脱离本技术的范围的情况下作出各种修改和变化。以示例性方式而非限制性方式考虑说明和附图,并且所有此类修改旨在包括在本技术的范围内。因此,应通过所述的一般实施方案及其在法律意义上的等同形式,而不是仅通过上述具体示例确定所述技术的范围。例如,除非另外明确说明,否则可以任何顺序执行任何方法或工艺实施方案中列举的步骤,并且不限于具体示例中提供的明确顺序。另外,任何装置实施方案中列举的部件和/或元件可以多种排列组装或者以其他方式进行操作配置,以产生与本技术基本上相同的结果,因此不限于具体示例中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其他优点和问题解决方案。然而,任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或组成部分。
术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排他性的包括,使得包括一系列要素的过程、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素,而且还可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品、组合物或装置固有的其他要素。除了未具体引用的那些,本技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或部件的其他组合和/或修改还可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其他方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其他操作要求。
上文已参考示例性实施方案描述了本技术。然而,可在不脱离本技术的范围的情况下对示例性实施方案作出变化和修改。这些和其他变化或修改旨在包括在本技术的范围内,如随附权利要求所述。
根据一个方面,能够生成基极电流的电流电路包括:第一电流镜电路;电流源,该电流源连接到第一电流镜电路并被配置为生成源极电流;第二电流镜电路,该第二电流镜电路连接到第一电流镜电路;输入电路,该输入电路包括:第一晶体管;和第二晶体管;其中第一晶体管的基极端子在第一节点处连接到第二晶体管的基极端子;以及电流补偿电路,该电流补偿电路连接在第一节点与第二电流镜电路之间;其中电流检测电路基于负载电流而输出检测信号。
在一个实施方案中,第一电流镜电路包括多个晶体管,该多个晶体管被配置为共源共栅电流镜电路。
在一个实施方案中,电流补偿电路还连接到第一电流镜电路。
在一个实施方案中,输入电路还包括:参考电阻器,该参考电阻器耦接到第一晶体管;以及感测电阻器,该感测电阻器耦接到第二晶体管。
在一个实施方案中,检测信号独立于基极电流。
在一个实施方案中,电流补偿电路生成等于基极电流两倍的电流。
在一个实施方案中,检测信号独立于电流检测电路的温度。
在一个实施方案中,输入电路还经由第一连接和第二连接连接到第一电流镜电路。
在一个实施方案中,第一电流镜电路被配置为向输入电路供应第一电流,其中第一电流等于源极电流减去基极电流;并且电流补偿电路被配置为向输入电路供应第二电流,其中第二电流等于通向输入电路的基极电流的两倍。
在一个实施方案中,第一电流镜电路被配置为向输入电路供应第一电流,其中第一电流等于第一晶体管因子乘以源极电流减去基极电流;并且电流补偿电路被配置为向输入电路供应第二电流,其中第二电流等于第一晶体管因子和第二晶体管因子的和乘以基极电流。
根据另一方面,用于检测负载电流的方法包括:接收负载电流;提供源极电流;生成基极电流;补偿基极电流;以及根据负载电流来生成检测信号;其中检测信号独立于:基极电流;以及温度变化。
在一个操作中,补偿基极电流包括:生成与第一晶体管因子加上第二晶体管因子成比例的第一电流;生成与第一晶体管因子成比例的第二电流;生成与第二晶体管因子成比例的第三电流;并且将第一电流分流成两个电流,其中分流电流中的一个与第一晶体管因子成比例,而其余的分流电流与第二晶体管因子成比例。
在一个操作中,生成检测信号包括:生成与负载电流成比例的第一电压电位;以及将第一电压电位与第二电压电位进行比较。
在一个操作中,检测信号包括数字信号;并且生成检测信号包括当负载电流达到预定阈值时切换到高信号和低信号中的一个。
在一个操作中,预定阈值在多个操作温度和多个混合参数正向电流增益值上固定。
在又一方面,系统包括:负载,该负载被配置为生成负载电流;点火器,该点火器连接到负载并被配置为检测负载电流,该点火器包括:运算放大器,该运算放大器包括:共源共栅电流镜电路;电流分流电路,该电流分流电路连接到共源共栅电流镜电路;输入电路,该输入电路被配置为检测负载电流并包括:第一双极型晶体管;以及第二双极型晶体管,该第二双极型晶体管连接到第一双极型晶体管;其中第一晶体管和第二晶体管共用基极端子;以及电流补偿晶体管,该电流补偿晶体管连接在基极端子与第二电流镜电路之间;感测电阻器,该感测电阻器连接到运算放大器的第一端子;以及参考电阻器,该参考电阻器连接到运算放大器的第二端子;其中点火器基于负载电流而输出检测信号。
在一个实施方案中,电流补偿晶体管:还连接到第一电流镜电路;包括双极型晶体管;并且被配置为生成等于输入电路的基极电流的两倍的发射极电流。
在一个实施方案中,输入电路还经由第一连接和第二连接连接到共源共栅电流镜电路;并且共源共栅电流镜电路被配置为:经由第一连接供应第一电流,其中第一电流等于源极电流减去基极电流;以及经由第二连接供应第二电流,其中第二电流等于源极电流减去基极电流。
在一个实施方案中,检测信号独立于输入电路的基极电流。
在一个实施方案中,电流分流电路经由第三连接和第四连接连接到共源共栅电流镜电路;并且共源共栅电流镜电路被配置为:经由第三连接供应第三电流,其中第三电流等于基极电流;以及经由第四连接供应第四电流,其中第四电流等于基极电流。
Claims (10)
1.一种能够生成基极电流的电流电路,其特征在于,所述电流电路包括:
第一电流镜电路;
电流源,所述电流源连接到所述第一电流镜电路并被配置为生成源极电流;
第二电流镜电路,所述第二电流镜电路连接到所述第一电流镜电路;
输入电路,所述输入电路包括:
第一晶体管;和
第二晶体管;
其中所述第一晶体管的基极端子在第一节点处连接到所述第二晶体管的基极端子;以及
电流补偿电路,所述电流补偿电路连接在所述第一节点与所述第二电流镜电路之间;
其中所述电流检测电路基于负载电流而输出检测信号。
2.根据权利要求1所述的电流电路,其特征在于,所述第一电流镜电路包括多个晶体管,所述多个晶体管被配置为共源共栅电流镜电路。
3.根据权利要求1所述的电流电路,其特征在于,所述电流补偿电路还连接到所述第一电流镜电路。
4.根据权利要求1所述的电流电路,其特征在于,所述输入电路还包括:
参考电阻器,所述参考电阻器耦接到所述第一晶体管;和
感测电阻器,所述感测电阻器耦接到所述第二晶体管。
5.根据权利要求1所述的电流电路,其特征在于,所述检测信号独立于:
所述基极电流;和
所述电流检测电路的温度。
6.根据权利要求1所述的电流电路,其特征在于,所述电流补偿电路生成等于所述基极电流两倍的电流。
7.根据权利要求1所述的电流电路,其特征在于,所述输入电路还经由第一连接和第二连接连接到所述第一电流镜电路。
8.一种点火系统,其特征在于,所述点火系统包括:
负载,所述负载被配置为生成负载电流;
点火器,所述点火器连接到所述负载并被配置为检测所述负载电流,所述点火器包括:
运算放大器,所述运算放大器包括:
共源共栅电流镜电路;
电流分流电路,所述电流分流电路连接到所述共源共栅电流镜电路;
输入电路,所述输入电路被配置为检测所述负载电流并包括:
第一双极型晶体管;和
第二双极型晶体管,所述第二双极型晶体管连接到所述第一双极型晶体管;
其中第一双极型晶体管和所述第二双极型晶体管共用基极端子;以及
电流补偿晶体管,所述电流补偿晶体管连接在所述基极端子与第二电流镜电路之间;
感测电阻器,所述感测电阻器连接到所述运算放大器的第一端子;以及
参考电阻器,所述参考电阻器连接到所述运算放大器的第二端子;
其中所述点火器基于所述负载电流而输出检测信号。
9.根据权利要求8所述的点火系统,其特征在于,所述电流补偿晶体管还连接到第一电流镜电路;
所述电流补偿晶体管包括双极型晶体管并且生成等于所述输入电路的基极电流的两倍的发射极电流。
10.根据权利要求8所述的点火系统,其特征在于:
所述输入电路还经由第一连接和第二连接连接到所述共源共栅电流镜电路;并且
所述电流分流电路经由第三连接和第四连接连接到所述共源共栅电流镜电路。
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