一种失调电压可调的高边电流检测电路的制作方法

本发明属于模拟集成电路中的无线充电，特别是涉及一种失调电压可调的高边电流检测电路。

背景技术：

1、电流检测电路在高效率电流模式电源管理芯片或者其他功率电子等模拟应用中起着至关重要的作用。对于目前应用广泛的小功率设备的无线充电系统，异物检测功能是在无线充电过程中，为避免意外来物导致系统温升过高的一种技术检测手段。

2、无线充电不同于有线充电，后者物理硬连接后才可以工作，而无线充电是通过磁场将独立的两个物体进行连接，因此路径中有可能存在金属导体等异物，在交变的磁场中会激发感应电动势，使金属导体内部形成感应电流，而此时金属相当于一个电阻，由此高热产生，引发危害。因此异物检测技术在无线充电应用中必不可少，并且相当重要。无线充电系统中异物检测功能可通过检测功率损耗实现，即检测功率发射端与功率接收端的功率差值，当功率差值大于所设置的阈值，触发异物检测功能，停止功率发射。

3、为了提高功率发射端和功率接收端的功率检测效率，通常在功率发射端和功率接收端的驱动芯片中集成一个电流检测电路。通过实时检测驱动芯片消耗的电流，完成功率损耗的检测，进而实现无线充电的异物检测功能，提高无线充电的安全性、可靠性。

4、常用的驱动芯片电流检测电路分为高边电流检测电路和低边电流检测电路。低边电流检测电路检测电阻的位置介于负载和地之间，负载的参考点位随着负载电流变化，影响系统稳定性。抗噪声能力差。负载短路时，电流检测功能失效。高边电流检测电路检测电阻的位置介于电源和负载之间，检测电阻靠近电源，可以避免引入从地面到电源的干扰，稳定性好。但高边电流检测电路需要宽共模输入电压范围，且检测精度受失调电压影响较大。

技术实现思路

1、为了克服现有高边电流检测电路需要宽共模输入电压范围，且检测精度受失调电压影响较大的问题，本发明提出一种失调电压可调的高边电流检测电路，该检测电路通过设置数值确定的失调电压，便于mcu的adc对电流检测电路输出信号采样时减去这个确定的失调电压，进而降低随机失调电压对检测精度的影响。同时可根据mcu的需要调整该确定的失调电压以及电流检测电路的电压增益，进而提高对功率驱动芯片的电流检测精度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种失调电压可调的高边电流检测电路，包括：

3、采样电路，用于提供采样电压；

4、电压采样放大电路，与所述采样电路连接，用于放大采样电压；

5、滤波电路，与所述电压采样放大电路，用于过滤高频噪声。

6、优选地，所述采样电路包括第六电阻、第一电源、负载；

7、第六电阻的一端与第一电源连接，第六电阻的另一端通过负载接地。

8、优选地，所述电压采样放大电路包括电流镜电路、第一电阻、第二电阻、转换电阻、第一nmos管；

9、所述电流镜电路的正向输入端通过第一电阻连接在第六电阻的正极，电流镜电路的反向输入端通过第二电阻连接在第六电阻的负极，电流镜电路的输出端通过第一nmos管连接转换电阻的正极，转换电阻的负极接地；

10、其中第一nmos管的漏端与第一电阻的负极连接，第一nmos管的栅极与电流镜电路的输出端连接，第一nmos管的源端连接在转换电阻的正极。

11、优选地，滤波电路包括第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容；

12、所述第五电阻的正极通过第四电阻连接在转换电阻的正极，第五电阻的负极与总输出端连接，所述第一电容的一端与第五电阻的正极、第四电阻的负极相连接，所述第一电容的另一端接地。所述第二电容的一端与第五电阻的负极、总输出端连接，所述第二电容的另一端接地。

13、优选地，所述电流镜电路包括第一电流镜；

14、所述第一电流镜包括第一pmos管、第二pmos管、第三pmos管、第一pnp晶体管、第二pnp晶体管、第三pnp晶体管、第四pnp晶体管；

15、其中，所述第一pnp晶体管的发射极和第二pnp晶体管的发射极分别与第二电阻的负极连接；

16、所述第三pnp晶体管的发射极和第四pnp晶体管的发射极分别与第一电阻的负极连接；

17、所述第一pnp晶体管的基极与第一pnp晶体管的集电极、第二pnp晶体管的基极、第三pnp晶体管的基极、第四pnp晶体管的基极、第四pnp晶体管的集电极连接在第一pmos管的源端；

18、所述第二pnp晶体管的集电极与第二pmos管的源端连接；

19、所述第三pnp晶体管的集电极与第三pmos管的源端连接；

20、所述第一pmos管的栅极、第二pmos管的栅极和第三pmos管的栅极与第一pmos管的漏端连接。

21、优选地，所述电流镜电路还包括第二电流镜；

22、所述第二电流镜包括第二nmos管、第三nmos管、第四nmos管、第五nmos管、第二电源；

23、其中，所述第五nmos管的漏端与第一pmos管的漏端连接；

24、所述第五nmos管的源端与第四nmos管的漏端连接；

25、所述第三nmos管的源端与第二nmos管的漏端、第二nmos管的栅极、第四nmos管的栅极连接；

26、所述第三nmos管的漏端、第三nmos管的栅极、第五nmos管的栅极与第二电源连接，第二电源提供的电流与第一pnp晶体管的集电极电流相等；

27、所述第二nmos管的源端和第四nmos管的源端接地。

28、优选地，所述电流镜电路还包括第三电流镜；

29、所述第三电流镜包括第六nmos管、第七nmos管、第八nmos管、第九nmos管；

30、其中，所述第九nmos管的漏端与第三pmos管的漏端连接；

31、所述第九nmos管的源端与第八nmos管的漏端连接；

32、所述第七nmos管的栅极、第七nmos管的漏端、第九nmos管的栅极与第二pmos管的漏端连接；

33、所述第六nmos管的漏端、第六nmos管的栅极、第八nmos管的栅极与第七nmos管的源端连接；

34、所述第六nmos管的源端和第八nmos管的源端接地。

35、本发明公开了以下技术效果：

36、(1)电路结构简单，易于集成；(2)通过调节电阻r1、r2、r3，可改变电压增益和失调电压，以匹配不同的mcu，提高检测精度；(3)使用pnp型晶体管的发射级作为电压采样信号的输入端，且下方加高耐压的p沟道场效应管，组成共源共栅级结构的电流镜，提高了电流复制的精度；高耐压的p沟道场效应管可承受较高的共模电压，拓展了共模输入电压范围；(4)使用pnp型晶体管组成的共源共栅电流镜，具有响应速度快的特点。

技术特征：

1.一种失调电压可调的高边电流检测电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的失调电压可调的高边电流检测电路，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的失调电压可调的高边电流检测电路，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的失调电压可调的高边电流检测电路，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的失调电压可调的高边电流检测电路，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的失调电压可调的高边电流检测电路，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的失调电压可调的高边电流检测电路，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种失调电压可调的高边电流检测电路，包括：采样电路(100)，用于提供采样电压；电压采样放大电路(101)，与所述采样电路(100)连接，用于放大采样电压；滤波电路(102)，与所述电压采样放大电路(101)连接，用于过滤高频噪声。本发明的检测电路通过设置一个数值确定的失调电压，便于MCU的ADC对电流检测电路输出信号采样时减去这个确定的失调电压，进而降低随机失调电压对检测精度的影响。同时可根据MCU的需要调整该确定的失调电压以及电流检测电路的电压增益，进而提高对功率驱动芯片的电流检测精度。

技术研发人员：权磊,杨悦,尹勇生,邓红辉,李文嘉,刘浩,王峰
受保护的技术使用者：无锡中微爱芯电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13