高边电流检测电路、过流保护电路、校准方法及电子设备技术

本发明专利技术涉及检测电路技术领域，具体公开了一种高边电流检测电路、过流保护电路、校准方法及电子设备，其中，过流保护电路由高边电流检测电路构成，两者均包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一运算放大器、增益校准电路、失调补偿电路及检测端；增益校准电路的输出端为检测端；失调补偿电路与第一运算放大器的同相输入端和/或第一运算放大器的反相输入端连接，用于调节第一补偿电阻和/或第二补偿电阻上的电压降以补偿第一运算放大器的输入失调电压；将该过流保护电路中高边电流检测电路的检测误差区分为定值的失调误差和随负载电流动态变化的增益误差两部分进行校准，能有效消除高边电流检测电路在不同负载电流下的检测误差。检测误差。检测误差。

【技术实现步骤摘要】
高边电流检测电路、过流保护电路、校准方法及电子设备


[0001]本申请涉及检测电路
，具体而言，涉及一种高边电流检测电路、过流保护电路、校准方法及电子设备。

技术介绍

[0002]现有的电子产品普遍利用高边电流检测电路进行负载电流的检测，高边电流检测电路还能应用在电源管理模块、过流保护电路等电路中。
[0003]如图1所示，现有的高边电流检测电路的Out端用于输出运算放大器OP2同相输入端与反相输入端之间输入的电压的比较关系，其中，同相输入端输入的电压基于门限电压大小决定，反相输入端输入的电压基于流经负载的电流大小决定，因此Out端输出的比较关系能换算出流经负载的电流大小以作为检测结果。
[0004]该电路常由于晶体管Q1和晶体管Q2的失配、电阻R0的工艺误差以及运算放大器OP1的输入失调导致检测结果出现检测误差，现有的高边电流检测电路通常通过调节R0的阻值来补偿校准检测误差，但检测误差中包含了跟随负载电流变化而变化的误差数据和不跟随负载电流变化而变化的误差数据，导致在负载电流产生变化时仍会出现新的检测误差，现有技术只能针对单一的负载工作状态进行检测误差的校准。
[0005]针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种高边电流检测电路、过流保护电路、校准方法及电子设备，以准确校准高边电流检测电路的电流检测误差，使得该高边电流检测电路能对不同工作状态下的负载进行精确的电流检测。
[0007]第一方面，本申请提供了一种高边电流检测电路，用于检测负载的电流，包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一运算放大器、增益校准电路、失调补偿电路及检测端；所述第一晶体管的第一端与所述第三晶体管的第一端及供电电压连接，所述第一晶体管的第二端与所述负载的输入端连接，所述负载的输出端与所述增益校准电路的第一端连接，所述第三晶体管的第二端与所述第二晶体管的第一端连接，所述第一晶体管的第三端与所述第三晶体管的第三端连接，所述第二晶体管的第二端和第三端分别与所述增益校准电路的第二端和所述第一运算放大器的输出端连接；所述第一运算放大器的同相输入端和反相输入端分别通过第一补偿电阻和第二补偿电阻与所述第一晶体管的第二端和所述第三晶体管的第二端连接，所述增益校准电路的输出端为所述检测端；所述失调补偿电路与所述第一运算放大器的同相输入端和/或所述第一运算放大器的反相输入端连接，用于调节所述第一补偿电阻和/或所述第二补偿电阻上的电压降以补偿所述第一运算放大器的输入失调电压。
[0008]本申请的高边电流检测电路通过在第一运算放大器输入侧接入第一补偿电阻、第二补偿电阻及失调补偿电路以补偿第一运算放大器的输入失调电压，从而校准整个电路的失调误差，再结合增益校准电路校准增益误差，以将高边电流检测电路的检测误差区分为定值的失调误差和随负载电流动态变化的增益误差两部分进行校准，以有效地消除高边电流检测电路在不同负载电流下的检测误差。
[0009]所述的高边电流检测电路，其中，所述失调补偿电路包括：第一电流源和第二电流源，所述第一电流源的第一端与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第二电流源的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一电流源的第二端、所述第二电流源的第二端及所述负载的输出端均接地。
[0010]该示例的高边电流检测电路可以通过改变第一电流源和第二电流源的电流大小来使第一补偿电阻和第二补偿电阻产生不同的电压降来补偿第一运算放大器的输入失调电压，还可以在明确第一运算放大器的输入失调电压的极性的情况下单独启动第一电流源或第二电流源来补偿输入失调电压。
[0011]所述的高边电流检测电路，其中，所述失调补偿电路包括：第三电流源和切换开关，所述第三电流源的第一端通过所述切换开关选择连接所述第一运算放大器的同相输入端或所述第一运算放大器的反相输入端，所述第三电流源的第二端和所述负载的输出端均接地。
[0012]该示例的高边电流检测电路在明确第一运算放大器的输入失调电压的极性的情况下通过切换开关固定第三电流源的连接方式，并单独调节第一补偿电阻或第二补偿电阻的电压降来补偿输入失调电压。
[0013]所述的高边电流检测电路，其中，所述失调补偿电路包括：第四电流源和第五电流源，所述第四电流源的第二端及所述第五电流源的第一端均与所述第一运算放大器的同相输入端或所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第五电流源的第二端和所述负载的输出端均接地，所述第四电流源的第一端连接有电压源。
[0014]该示例的高边电流检测电路在明确第一运算放大器的输入失调电压的极性的情况下通过选择性地启用第四电流源或第五电流源来源入电流或漏出电流以调节对应补偿电阻的电压降来补偿输入失调电压。
[0015]所述的高边电流检测电路，其中，所述第一晶体管和所述第三晶体管为NMOS管，所述第二晶体管为PMOS管。
[0016]所述的高边电流检测电路，其中，所述增益校准电路包括采样电阻、第二运算放大器和门限电压电路，所述采样电阻的第一端为所述增益校准电路的第一端，所述采样电阻的第二端为所述增益校准电路的第二端，所述第二运算放大器的同相输入端和反相输入端分别与所述门限电压电路的输出端和所述采样电阻的第二端连接，所述第二运算放大器的输出端为所述检测端。
[0017]所述的高边电流检测电路，其中，所述门限电压电路包括数模转换器，所述数模转换器的输出端为所述门限电压电路的输出端。
[0018]所述的高边电流检测电路，其中，所述门限电压电路包括第六电流源和门限电阻，所述门限电阻的第一端与所述第六电流源的第二端及所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述门限电阻的第二端接地，所述第六电流源的第一端连接有电压源。
[0019]所述的高边电流检测电路，其中，所述增益校准电路包括电流镜电路和第七电流源，所述电流镜电路具有电流输入端、电流输出端及所述检测端，所述电流输入端为所述增益校准电路的第二端，所述电流输出端为所述增益校准电路的第一端，所述检测端与所述第七电流源的第二端连接，所述第七电流源的第一端连接有电压源。
[0020]所述的高边电流检测电路，其中，所述电压源为独立电压源或所述供电电压。
[0021]所述的高边电流检测电路，其中，所述电流镜电路包括：第四晶体管和第五晶体管，所述第四晶体管的第一端为所述电流输入端，所述第四晶体管的第二端和第五晶体管的第二端均为所述电流输出端，所述第五晶体管的第一端为所述检测端，所述第四晶体管的第三端与所述第五晶体管的第三端及所述第四晶体管的第一端连接。
[0022]所述的高边电流检测电路，其中，所述第四晶体管和所述第五晶体管均为NMOS管。
[0023]所述的高边电流检测电路，其中，所述失调补偿电路及增益校准电路中的电流源均为可调电流源。
[0024]第二方面，本申请还提供了一种过流保护电路，用于防止负载过流，包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一运算放大器、增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高边电流检测电路，用于检测负载的电流，其特征在于，包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一运算放大器、增益校准电路、失调补偿电路及检测端；所述第一晶体管的第一端与所述第三晶体管的第一端及供电电压连接，所述第一晶体管的第二端与所述负载的输入端连接，所述负载的输出端与所述增益校准电路的第一端连接，所述第三晶体管的第二端与所述第二晶体管的第一端连接，所述第一晶体管的第三端与所述第三晶体管的第三端连接，所述第二晶体管的第二端和第三端分别与所述增益校准电路的第二端和所述第一运算放大器的输出端连接；所述第一运算放大器的同相输入端和反相输入端分别通过第一补偿电阻和第二补偿电阻与所述第一晶体管的第二端和所述第三晶体管的第二端连接，所述增益校准电路的输出端为所述检测端；所述失调补偿电路与所述第一运算放大器的同相输入端和/或所述第一运算放大器的反相输入端连接，用于调节所述第一补偿电阻和/或所述第二补偿电阻上的电压降以补偿所述第一运算放大器的输入失调电压。2.根据权利要求1所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述失调补偿电路包括：第一电流源和第二电流源，所述第一电流源的第一端与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第二电流源的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一电流源的第二端、所述第二电流源的第二端及所述负载的输出端均接地。3.根据权利要求1所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述失调补偿电路包括：第三电流源和切换开关，所述第三电流源的第一端通过所述切换开关选择连接所述第一运算放大器的同相输入端或所述第一运算放大器的反相输入端，所述第三电流源的第二端和所述负载的输出端均接地。4.根据权利要求1所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述失调补偿电路包括：第四电流源和第五电流源，所述第四电流源的第二端及所述第五电流源的第一端均与所述第一运算放大器的同相输入端或所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第五电流源的第二端和所述负载的输出端均接地，所述第四电流源的第一端连接有电压源。5.根据权利要求1所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述第一晶体管和所述第三晶体管为NMOS管，所述第二晶体管为PMOS管。6.根据权利要求1所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述增益校准电路包括采样电阻、第二运算放大器和门限电压电路，所述采样电阻的第一端为所述增益校准电路的第一端，所述采样电阻的第二端为所述增益校准电路的第二端，所述第二运算放大器的同相输入端和反相输入端分别与所述门限电压电路的输出端和所述采样电阻的第二端连接，所述第二运算放大器的输出端为所述检测端。7.根据权利要求6所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述门限电压电路包括数模转换器，所述数模转换器的输出端为所述门限电压电路的输出端。8.根据权利要求6所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述门限电压电路包括第六电流源和门限电阻，所述门限电阻的第一端与所述第六电流源的第二端及所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述门限电阻的第二端接地，所述第六电流源的第一端连接有电压源。9.根据权利要求1所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述增益校准电路包括电流
镜电路和第七电流源，所述电流镜电路具有电流输入端、电流输出端及所述检测端，所述电流输入端为所述增益校准电路的第二端，所述电流输出端为所述增益校准电路的第一端，所述检测端与所述第七电流源的第二端连接，所述第七电流源的第一端连接有电压源。10.根据权利要求4、8或9所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述电压源为独立电压源或所述供电电压。11.根据权利要求9所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述电流镜电路包括：第四晶体管和第五晶体管，所述第四晶体管的第一端为所述电流输入端，所述第四晶体管的第二端和第五晶体管的第二端均为所述电流输出端，所述第五晶体管的第一端为所述检测端，所述第四晶体管的第三端与所述第五晶体管的第三端及所述第四晶体管的第一端连接。12.根据权利要求11所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述第四晶体管和所述第五晶体管均为NMOS管。13.根据权利要求2
‑
4、8、9任一项所述的高边电流检测电路，其特征在于，所述失调补偿电路及增益校准电路中的电流源均为可调电流源。14.一种过流保护电路，用于防止负载过流，其特征在于，包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一运算放大器、增益校准电路、失调补偿电路及驱动电路；所述第一晶体管的第一端与所述第三晶体管的第一端及供电电压连接，所述第一晶体管的第二端与所述负载的输入端连接，所述负载的输出端与所述增益校准电路的第一端连接，所述第三晶体管的第二端与所述第二晶体管的第一端连接，所述第一晶体管的第三端与所述第三晶体管的第三端及所述驱动电路的第二端连接，所述第二晶体管的第二端和第三端分别与所述增益校准电路的第二端和所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的同相输入端和反相输入端分别通过第一补偿电阻和第二补偿电阻与所述第一晶体管的第二端和所述第三晶体管的第二端连接；所述失调补偿电路与所述第一运算放大器的同相输入端和/或所述第一运算放大器的反相输入端连接，用于调节所述第一补偿电阻和/或所述第二补偿电阻上的电压降以补偿所述第一运算放大器的输入失调电压，所述驱动电路的第一端与所述增益校准电路的输出端连接，所述驱动电路用于根据所述增益校准电路的输出来控制所述第一晶体管的导通电阻，以在负载电流过流时，将所述第一晶体管的导通电流限流为预设限流电流值。15.根据权利要求14所述的过流保护电路，其特征在于，所述增益校准电路包括采样电阻、误差放大电路和门限电压电路，所述采样电阻的第一端为所述增益校准电路的第一端，所述采样电阻的第二端为所述增益校准电路的第二端，所述误差放大电路的输出端为所述增益校准电路的输出端；所述误差放大电路的同相输入端和反相输入端分别与所述门限电压电路的输出端和所述采样电阻的第二端连接；所述误差放大电路用于根据所述采样电阻第二端的电压信息和所述门限电压电路的输出电压生成控制信号，以使所述驱动电路根据所述控制信号调节所述第一晶体管的导通电阻。16.根据权利要求14所述的过流保护电路，其特征在于，所述增益校准电路包括电流镜电路和第七电流源，所述电流镜电路具有电流输入端、电流输出端及检测端，所述电流输入端为所述增益校准电路的第二端，所述电流输出端为所述增益校准电路的第一端，所述检
测端与所述第七电流源的第二端连接，所述第七电流源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东明，
申请(专利权)人：广东希荻微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：