JP5448706B2 - 電流検出装置及び電流検出方法 - Google Patents
電流検出装置及び電流検出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5448706B2 JP5448706B2 JP2009238119A JP2009238119A JP5448706B2 JP 5448706 B2 JP5448706 B2 JP 5448706B2 JP 2009238119 A JP2009238119 A JP 2009238119A JP 2009238119 A JP2009238119 A JP 2009238119A JP 5448706 B2 JP5448706 B2 JP 5448706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- temperature
- ambient temperature
- current
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
電流値=(ドレイン−ソース間電圧VdsのA/D変換値)×(温度補償係数y)
×(電流換算するための変換係数)
本発明の第1の実施の形態に係る電流検出装置及び電流検出方法の構成を、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態の電流検出装置100の構成を示すブロック図である。同図では、負荷40がハーネス20及びその途中に設けられた半導体スイッチのパワーMOSFET30を介して電源10に接続された系統において、負荷40に供給される負荷電流Iloadを高精度に測定する本実施形態の電流検出装置100の構成を示している。
V0−Vds=V0−Rs・Is (1)
が成立する。
Is=Vds/Rs (2)
式(2)より、第1抵抗113を流れる電流Isは、ドレイン・ソース間電圧Vdsに比例することがわかる。この電流Isは、トランジスタ112のエミッタ側からコレクタ側に流れ、第2抵抗114で消費される。
Vds=Iload・Rds_ON (3)
式(2)、(3)より、負荷電流Iloadと電流Isとの間には、
Is=Iload・Rds_ON/Rs
あるいは
Iload=Is・(Rs/Rds_ON) (4)
が成り立つ。すなわち、第1抵抗113には負荷電流Iloadに比例した電流Isが流れることがわかる。
Is=Vt/Rt (5)
で与えられる。
Iload=(Vt/Rt)・(Rs/Rds_ON)
=Vt・{Rs/(Rds_ON・Rt)} (6)
が得られる。これより、抵抗Rds_ON、Rs、Rtが決まると、測定電圧Vtを検出することで負荷電流Iloadを求めることが可能となる。
TCds_ONA(T0)=KA・Rds_ONA(T0) (7)
また、図2(b)に示す機種BのパワーMOSFETでは、オン抵抗Rds_ONB(T0)と温度係数TCds_ONB(T0)との間に、反比例の関係を表す次式の相関を設定することができる。
Rds_ONB(T0)・TCds_ONB(T0)=KB (8)
ΔTC1=(TCds_ON(T0)i−TCds_ON(T0)ave)
/TCds_ON(T0)ave×100[%]
ここで、TCds_ON(T0)aveは、個々のサンプルの温度係数TCds_ON(T0)iを機種A、Bそれぞれで平均した平均値である。
ΔTC2=(TCds_ON(T0)i−KA・Rds_ONA(T0))
/KA・Rds_ONA(T0)×100[%]
ΔTC3=(TCds_ON(T0)i−KB/Rds_ONB(T0))
/KB/Rds_ONB(T0)×100[%]
TCds_ON=TCpackage*(6/15)
+TCtip*(9/15)
Rds_ON(T)=Rds_ONB(T0)
・[1+TCds_ONB(T0)・(T−T0)] (9)
ここで、温度係数TCds_ONB(T0)は、周囲温度Tによらず一定であるとしている。
TCds_ON(T)=TCds_ONB(T0){1+α(T−T0)} (10)
とすることができる。ここで、係数αは、機種BのパワーMOSFETの温度係数の変化率として、たとえば複数のサンプルの温度係数の変化率を平均して設定することができる。
本発明の第2の実施形態に係る電流検出装置及び電流検出方法を、図5を用いて以下に説明する。図5は、第2の実施形態の電流検出装置200の構成を示すブロック図である。本実施形態の電流検出装置200は、第1の実施形態の電流検出装置100に、さらに異常判定部210を追加している。異常判定部210は、演算手段131で算出した負荷電流Iloadが、パワーMOSFET30及びハーネス20を保護するために設定されている負荷電流制限値を超えるか否かを判定するものである。
本発明の第3の実施形態の電流検出装置及び電流検出方法について、以下に説明する。本実施形態の電流検出方法では、パワーMOSFET30及びハーネス20の保護特性に基づき、許容される電流量が大きくなる周囲温度の低温側では、オン抵抗補償テーブルのデータ量をさらに低減するようにしている。なお、本実施形態では、オン抵抗補償テーブルを、周囲温度T毎のパワーMOSFET30のオン抵抗Rds_ON(T)からなるテーブルに代えて、周囲温度T毎のオン抵抗の逆関数1/Rds_ON(T)からなるテーブルを用いた場合を例に説明する。
20 ハーネス
30 パワーMOSFET
31 パッケージ部
32 半導体チップ
40 負荷
50 ドライバ回路
100、200 電流検出装置
110 電圧検出回路
111 差動増幅器
112 トランジスタ
113 第1抵抗
114 第2抵抗
120 温度センサー
130 温度補正部
131 演算手段
132 メモリ
133 第1AD変換手段
134 第2AD変換手段
210 異常判定部
Claims (12)
- 電源からハーネスを介して負荷に供給される負荷電流をオン/オフする半導体スイッチに並列に接続されて前記負荷電流を検出する電流検出装置であって、
前記負荷電流に従って変化する所定の測定電圧を検出する電圧検出回路と、
前記半導体スイッチの周囲温度を検出する温度センサーと、
前記電圧検出回路及び前記温度センサーからそれぞれ前記測定電圧及び前記周囲温度を入力して前記負荷電流を算出する温度補正部と、を備え、
前記温度補正部は、
前記電圧検出回路から入力した前記測定電圧をAD変換する第1AD変換手段と、
前記温度センサーから入力した前記周囲温度をAD変換する第2AD変換手段と、
前記周囲温度が所定の温度T0のときの前記半導体スイッチ個体のオン抵抗を測定してオン抵抗測定値Rds_ON(T0)を事前に取得しておくとともに、前記半導体スイッチの機種に特有の構成に基づいて決まるオン抵抗と温度係数との相関を事前に取得しておき、前記オン抵抗と温度係数との相関を用いて前記オン抵抗測定値Rds_ON(T0)から前記周囲温度がT0のときの前記半導体スイッチ個体の温度係数TCds_ON(T0)を求め、前記オン抵抗測定値Rds_ON(T0)と前記温度係数TCds_ON(T0)を用いて前記周囲温度による前記オン抵抗の変化を補償するオン抵抗補償テーブルを事前に作成し、前記オン抵抗補償テーブルを保存しておくメモリと、
前記第2AD変換手段から入力したデジタル値の前記周囲温度と前記メモリから入力した前記オン抵抗補償テーブルとからオン抵抗補償値を求め、前記第1AD変換手段から入力したデジタル値の前記測定電圧と前記オン抵抗補償値から前記負荷電流を算出する演算手段と、を備える
ことを特徴とする電流検出装置。 - 前記電圧検出回路は、
前記半導体スイッチの前記電源側にこれと並列に接続された第1抵抗と、
非反転入力端子が前記半導体スイッチの前記負荷側に接続され、反転入力端子が前記第1抵抗の下流側に接続された差動増幅器と、
エミッタ端子が前記第1抵抗と前記差動増幅器の反転入力端子との間に接続され、コレクタ端子が第2抵抗を介して接地され、ゲート端子が前記差動増幅器の出力端子に接続されたトランジスタと、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電流検出装置。 - 前記測定電圧は、前記第2抵抗の端子間電圧を測定した電圧である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電流検出装置。 - 前記オン抵抗補償テーブルは、前記周囲温度と前記オン抵抗との相関を表すテーブルであり、前記オン抵抗補償値は、前記検出された周囲温度における前記オン抵抗である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電流検出装置。 - 前記オン抵抗補償テーブルは、前記周囲温度と前記オン抵抗の逆関数との相関を表すテーブルであり、前記オン抵抗補償値は、前記検出された周囲温度における前記オン抵抗の逆数である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電流検出装置。 - 前記オン抵抗補償テーブルは、所定の最低温度以上に対する前記オン抵抗補償値を与えるテーブルであり、前記温度センサーで検出された前記周囲温度が前記最低温度より低いときは、前記オン抵抗補償テーブルから前記最低温度に対応する前記オン抵抗補償値を求めて前記負荷電流を算出する
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電流検出装置。 - 前記演算手段から前記負荷電流を入力し、前記負荷電流が所定の負荷電流制限値を超えるか否かを判定し、前記負荷電流制限値を超えると判定したときは前記半導体スイッチをオフにするための制御信号を出力する異常判定部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電流検出装置。 - 前記負荷電流制限値は、前記半導体スイッチを保護するために設定された半導体限界過電流特性の電流値と、前記ハーネスを保護するために設定された電線限界過電流特性の電流値のいずれか低い値である
ことを特徴とする請求項7に記載の電流検出装置。 - 半導体スイッチを通電する負荷電流に伴って変化する所定の測定電圧を検出し、前記測定電圧から前記負荷電流を算出する電流検出方法であって、
前記半導体スイッチの機種に特有の構成に基づいて決まるオン抵抗と温度係数との相関を事前に取得しておき、
前記半導体スイッチの周囲温度が所定の温度T0のときの前記半導体スイッチ個体のオン抵抗を測定してオン抵抗測定値Rds_ON(T0)を事前に取得しておき、
前記オン抵抗と温度係数との相関を用いて前記オン抵抗測定値Rds_ON(T0)から前記周囲温度がT0のときの前記半導体スイッチ個体の温度係数TCds_ON(T0)を事前に求め、
前記オン抵抗測定値Rds_ON(T0)と前記温度係数TCds_ON(T0)を用いて前記周囲温度による前記オン抵抗の変化を補償するオン抵抗補償テーブルを事前に作成し、
前記負荷電流を算出するときは、
前記測定電圧および前記周囲温度を検出し、
前記検出された周囲温度と前記オン抵抗補償テーブルとからオン抵抗補償値を求め、
前記検出された測定電圧と前記オン抵抗補償値から前記負荷電流を算出する
ことを特徴とする電流検出方法。
- 前記オン抵抗補償テーブルは、前記周囲温度と前記オン抵抗との相関を表すテーブルであり、前記オン抵抗補償値は、前記検出された周囲温度における前記オン抵抗である
ことを特徴とする請求項9に記載の電流検出方法。 - 前記オン抵抗補償テーブルは、前記周囲温度と前記オン抵抗の逆関数との相関を表すテーブルであり、前記オン抵抗補償値は、前記検出された周囲温度における前記オン抵抗の逆数である
ことを特徴とする請求項9に記載の電流検出方法。
- 前記オン抵抗補償テーブルは、所定の最低温度以上に対する前記オン抵抗補償値を与えるテーブルであり、前記温度センサーで検出された前記周囲温度が前記最低温度より低いときは、前記オン抵抗補償テーブルから前記最低温度に対応する前記オン抵抗補償値を求めて前記負荷電流を算出する
ことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の電流検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009238119A JP5448706B2 (ja) | 2009-10-15 | 2009-10-15 | 電流検出装置及び電流検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009238119A JP5448706B2 (ja) | 2009-10-15 | 2009-10-15 | 電流検出装置及び電流検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011085470A JP2011085470A (ja) | 2011-04-28 |
JP5448706B2 true JP5448706B2 (ja) | 2014-03-19 |
Family
ID=44078523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009238119A Active JP5448706B2 (ja) | 2009-10-15 | 2009-10-15 | 電流検出装置及び電流検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5448706B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020141944A1 (ko) * | 2019-01-04 | 2020-07-09 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 전류 측정 장치 및 방법 |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013005520A1 (ja) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | 富士電機株式会社 | パワー半導体デバイスの電流補正回路および電流補正方法 |
US9225158B2 (en) | 2011-09-14 | 2015-12-29 | Denso Corporation | Overcurrent protection circuit |
JP6133019B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2017-05-24 | アンデン株式会社 | 過電流保護回路 |
KR101332102B1 (ko) | 2012-05-14 | 2013-11-21 | 삼성전기주식회사 | 가변전원의 온도보상 전원전압 출력회로 및 그 방법 |
KR101332941B1 (ko) | 2012-07-01 | 2013-12-02 | 박근철 | 변류기와 mosfet를 이용한 대기전력차단기의 전류 검출 방법 |
KR102295697B1 (ko) * | 2014-11-18 | 2021-08-30 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 배터리 센서 및 상기 센서 내에 구비된 션트 저항의 오차를 보정하는 방법 |
JP5888459B1 (ja) * | 2015-06-18 | 2016-03-22 | ミツミ電機株式会社 | 過電流検出電圧補正方法及び電池保護集積回路 |
EP3185020A1 (de) * | 2015-12-22 | 2017-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und verfahren zur messung von strom |
JP6610446B2 (ja) | 2016-06-21 | 2019-11-27 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 給電制御装置 |
CN106645871B (zh) * | 2016-12-09 | 2019-05-21 | 圣邦微电子(北京)股份有限公司 | 基于mosfet传感器的精密电流测量电路 |
KR20200000341A (ko) | 2018-06-22 | 2020-01-02 | 주식회사 엘지화학 | 전류 측정 장치, 전류 측정 방법 및 상기 전류 측정 장치를 포함하는 배터리 팩 |
JP6844589B2 (ja) * | 2018-06-27 | 2021-03-17 | 株式会社デンソー | 電流検出装置 |
KR102643641B1 (ko) * | 2018-10-04 | 2024-03-04 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전류 센서 진단 장치 및 방법 |
JP2020060402A (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | スイッチング回路 |
KR20200119641A (ko) | 2019-04-10 | 2020-10-20 | 엘에스일렉트릭(주) | 파워 디바이스 모니터링 시스템 및 모니터링 방법 |
JP7096792B2 (ja) * | 2019-07-19 | 2022-07-06 | 株式会社日立製作所 | 電流計測器および電力変換装置 |
JP7347316B2 (ja) * | 2020-04-20 | 2023-09-20 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 給電制御装置 |
CN113030683A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 五羊—本田摩托(广州)有限公司 | 一种测量功率开关器件温度的方法、介质及计算机设备 |
DE102021130006B3 (de) * | 2021-11-17 | 2023-02-16 | Hkr Automotive Gmbh | Verfahren zum bestimmen eines einschaltwiderstands eines feldeffekt-transistors, modul zur stromerfassung mit einem feldeffekt-transistor und elektronische sicherung mit dem modul |
CN114326901B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-04-07 | 浙江浙大西投脑机智能科技有限公司 | 一种用于神经调控的参数精准可调电流刺激系统 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06201738A (ja) * | 1993-01-06 | 1994-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | 電流検出回路 |
JP2000299631A (ja) * | 1999-04-12 | 2000-10-24 | Yazaki Corp | 電源供給制御装置および電源供給制御方法 |
JP3701573B2 (ja) * | 2001-03-28 | 2005-09-28 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 負荷駆動回路 |
JP3914004B2 (ja) * | 2001-05-25 | 2007-05-16 | 矢崎総業株式会社 | 半導体素子の過電流検出・保護装置 |
JP2004006156A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-01-08 | Canon Inc | 電子閃光装置 |
JP2008017625A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Renesas Technology Corp | 半導体装置とスイッチング電源装置 |
-
2009
- 2009-10-15 JP JP2009238119A patent/JP5448706B2/ja active Active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020141944A1 (ko) * | 2019-01-04 | 2020-07-09 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 전류 측정 장치 및 방법 |
CN113678008A (zh) * | 2019-01-04 | 2021-11-19 | 株式会社Lg新能源 | 电池电流测量装置和方法 |
EP3889625A4 (en) * | 2019-01-04 | 2022-01-12 | Lg Energy Solution, Ltd. | DEVICE AND METHOD FOR MEASURING BATTERY CURRENT |
US11835585B2 (en) | 2019-01-04 | 2023-12-05 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery current measuring device and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011085470A (ja) | 2011-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5448706B2 (ja) | 電流検出装置及び電流検出方法 | |
JP4624400B2 (ja) | 車両用の電線保護方法および電線保護装置 | |
JP2011125101A (ja) | 電流検出装置、電源供給装置、及び電流検出方法 | |
US9042069B2 (en) | Power supply controller | |
JP5590240B2 (ja) | パワー半導体デバイスの電流補正回路および電流補正方法 | |
CN102057574B (zh) | 负载电路的过电流保护装置 | |
CN107076786B (zh) | 使用漏-源电压的高电流感测方案 | |
US8436600B2 (en) | Apparatus for detecting a state of operation of a power semiconductor device | |
KR100670735B1 (ko) | 자동차용 듀얼 모터의 과전류 검출장치 | |
CN107314830B (zh) | 用于修正温度测量信号的设备 | |
JP3701573B2 (ja) | 負荷駆動回路 | |
CN109842094A (zh) | 过流保护装置 | |
JP6151295B2 (ja) | デューティサイクリングを用いる広範囲の電流計測 | |
JP2014509747A5 (ja) | ||
JP5037368B2 (ja) | 温度検出装置及び方法、並びに回路 | |
JP6263272B2 (ja) | 電流検出装置および電流を検出する方法 | |
JP6151296B2 (ja) | 可変抵抗を用いる広範囲の電流計測 | |
US20070014067A1 (en) | Junction temperature sensing for MOSFET | |
US20110075309A1 (en) | Overcurrent protection apparatus for load circuit | |
JP2009226984A (ja) | 電線保護方法および電線保護装置 | |
CN109564139B (zh) | 传感器装置 | |
CN113396321B (zh) | Mosfet过热检测 | |
KR102332635B1 (ko) | 온도 감지 장치 및 방법 | |
JP2007195351A (ja) | 蓄電池装置 | |
US20200116794A1 (en) | Method for operating a battery sensor, and battery sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120702 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130508 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130705 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130920 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131105 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131224 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5448706 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |