一种基于MOS压降的新型电流采样方法技术

一种基于MOS压降的新型电流采样方法，包括以下步骤：利用热仿真推算不同使用条件下，温度采样点和MOS管结温之间的关系表，运行中根据实测或工作实际的损耗、电流、温度条件获取MOS管结温，基于MOS管结温获取导通电阻Rdson，采样获取对应的桥臂电压并与导通电阻计算获得电流。基于对MOS管结温与采样设备采集的MOS管工作环境温度的不同以及不同损耗、电流对MOS管结温带来的不同影响的考虑相较于直接使用温度采样器的温度采样结果来作为MOS管内阻计算基础来说更加符合电流的真实值，消除了大量的误差，对后续的计算处理控制工作提供了很好的基础数值保障。供了很好的基础数值保障。供了很好的基础数值保障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MOS压降的新型电流采样方法


[0001]本专利技术涉及数据采样领域，尤其涉及一种基于MOS压降的新型电流采样方法。

技术介绍

[0002]在电机驱动器电流采样方案中，为考虑成本，一般会采用桥臂中串联电阻或者基于MOS管压降电流计算方式，但是当电流过大时，电阻上发热情况越发严重，影响整机的效率，MOS管压降的方式如果不进行补偿，采样精度往往很难得到保证。第二种方案精度差的原因是，在使用中，由于MOSFET自身温度特性导致内阻变化，从而导致压降的变化，使得采样电流与实际电流出现较大的偏差，无法通过采样电流值实现正常的控制。
[0003]中国专利CN 108768139A公开了一种压降型功率级电路中电流检测误差补偿方法及电路，采样抵消电压，并作为反馈信号反馈到电流采样模块；所述抵消电压作为输入信号补偿抵消功率MOS器件上的寄生电感带来的干扰信号。将抵消电压作为反馈信号反馈到电流采样模块，作为输入信号补偿，能够用于抵消由于功率级电路寄生电感所带来的干扰，从而得到更准确的电流过O检测信号和电流过大信号。
[0004]中国专利CN 102495265B公开了一种MOSFET开关元件的电流采样电路，所述开关元件的第一端和采样模块的第一输入端相连，并作为电流输入信号端，所述开关元件的第二端和采样模块的第二输入端相连，并作为MOSFET开关元件电流输出信号端，所述采样模块的输出端作为采样电流输出信号端，所述采样模块直接采样MOSFET开关元件的第一端和第二端的电压差，所述采样模块的第一输入端和第二输入端之间可允许的最大电压差值为采样模块两个输入端之间的耐压值；所述采样模块包括的钳位模块增加采样模块的耐压值，阻断从采样模块的第一输入端端到第二输入端之间形成电流通路，提高MOSFET开关元件的电流采样电路的工作电压范围。
[0005]现有技术中提供了多种电流采样方法，例如通过电阻采样和MOS压降电流采样综合的方法，实现两种电流采样互为补充，优化电流采样精度。而上述两个专利则是分别针对引入电压和提高工作电压范围的角度去提高采样的效率，但是都未对MOSFET温度升高做出补偿，导致在实际工作中的电流采样值会大于实际值。
[0006]本专利技术在现有硬件方案的基础上采集桥臂中点电压，同时通过引入MOSFET的结温与损耗关系、结温与MOS内阻的关系以及结温与采样点温度的关系，形成对应的函数关系作为补偿公式，带入采样计算电流值中进行使用，实现在不同电流，不同温升的情况下对采样值进行精确补偿，以保证电流采样的精度。
[0007]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0008]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种基于MOS压降的新型电流采样方法，
[0009]包括以下步骤：
[0010]利用热仿真推算不同使用条件下，温度采样点和MOS管结温之间的关系表，
[0011]运行中根据实测或工作实际的损耗、电流、温度条件获取MOS管结温，
[0012]基于MOS管结温获取导通电阻Rdson，
[0013]采样获取对应的桥臂电压并与所述导通电阻计算获得电流。
[0014]优选地，所述使用条件至少包括损耗、电流、温度条件，其中所述结温至少不同于温度检测器检测的温度数值。
[0015]优选地，所述“运行中根据实测或工作实际的损耗、电流、温度条件获取MOS管结温”是基于查找表的方式实施的。
[0016]优选地，在桥臂下管驱动时，通过对所述桥臂下管进行采样获取对应的所述桥臂电压。
[0017]优选地，所述实际温度由设置在所述MOS管附近的温度传感器获取，其不同于所述结温。
[0018]优选地，所述“基于MOS管结温获取导通电阻Rdson”是通过MOS管结温与导通电阻的关系曲线来获取导通电阻Rdson的。
[0019]优选地，所述桥臂电压是在桥臂下管常通时刻通过采样电流获取的。
[0020]优选地，所述结温与MOS管导通电阻Rdson的关系呈正相关变化。
[0021]优选地，所述“采样获取对应的桥臂电压并与所述导通电阻计算获得电流”是通过欧姆定律公式计算的。
[0022]优选地，当实测或工作实际的损耗、电流、温度条件超出预先生成的关系表中记录的条件选择时，选择向外界报警和/或控制输出电流降低。
[0023]本专利技术优势在于：
[0024]基于对MOS管结温与采样设备采集的MOS管工作环境温度的不同以及不同损耗、电流对MOS管结温带来的不同影响的考虑，利用热仿真对不同损耗、电流、温度下的MOS结温进行对应，并基于对应表获得当前使用情况下的结温，经过温度补偿后，电流采样值与实际电流值基本一致，相较于直接使用温度采样器的温度采样结果来作为MOS管内阻计算基础来说更加符合电流的真实值，消除了大量的误差，对后续的计算处理控制工作提供了很好的基础数值保障。
附图说明
[0025]图1是本专利技术提供的一种优选实施方式的方案步骤图；
[0026]图2是MOSFET内阻与温度特性示意图；
[0027]图3是利用本专利技术提供的方案补偿后的采样电流与常规方案采样电流的对比图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图1进行详细说明。
[0029]本专利技术提供一种基于MOS压降的新型电流采样方法，其针对的是采用MOS管压降电
流计算方式，其中，在电流过大时，电阻的发热较为严重，影响整机效率。MOS管压降方式若不进行补偿，采样的精度经常难以得到保障。其精度随着温度变化而变差的原因是，由于MOSFET自身的温度特性导致的内阻变化，其中MOSFET是指金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管，是一种广泛使用在模拟电路和数字电路上的场效应晶体管。MOSFET自身内阻变化会导致压降变化，使得采样电流与实际电流出现较大的偏差，无法通过采样电流值实现正常的控制。根据压降测量电流的方式是基于I＝U/R公式获得的，理论上，在获知管的两端电压放大值后，将其分别除以管电阻既可以获知流过该管的电流值大小，在此，除了电压值是实际测量获得之外，管电阻应当是已知的固定值，但是在产生温度变化时，MOS管内阻将产生变化，也即电阻值不再是上述已知的固定值，而是产生了一定的偏离，因此利用其阻值计算的电流采样值会产生较大偏离。
[0030]MOSFET在芯片设计中具有尺寸小，应用过程中具有功耗低、负载能力强以及反应速度快等众多优点。在电机控制器中，MOSFET作为开关在电路中用于过流点判断。MOSFET一般工作在非饱和区，即线性区，其中一个重要指标则是导通电阻R
dson
。在理想状态下的导通电阻R
dson
为零，但是在实际情况下不存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MOS压降的新型电流采样方法，其特征在于，包括以下步骤：利用热仿真推算不同使用条件下，温度采样点和MOS管结温之间的关系表，运行中根据实测或工作实际的损耗、电流、温度条件获取MOS管结温，基于MOS管结温获取导通电阻Rds.on，采样获取对应的桥臂电压并与所述导通电阻计算获得电流。2.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述使用条件至少包括损耗、电流、温度条件，其中所述结温至少不同于温度检测器检测的温度数值。3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述“运行中根据实测或工作实际的损耗、电流、温度条件获取MOS管结温”是基于查找表的方式实施的。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在桥臂下管驱动时，通过对所述桥臂下管进行采样获取对应的所述桥臂电压。5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述实...

【专利技术属性】
技术研发人员：王川，李飞，姚欣，
申请(专利权)人：河南嘉晨智能控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：