[发明专利]电流检测电路以及半导体集成电路装置

说明书

相关申请的交叉引用

本公开内容基于于2011年12月19日提交的日本专利申请No.2011-277164，通过引用的形式将该日本专利申请的公开内容结合至本文中。

技术领域

本公开内容涉及一种电流检测电路以及一种半导体集成电路装置。

背景技术

例如，在功率转换器特别地用于驱动电动车辆的电机的情况下，功率转换器需要具有高响应度，以使其输出根据驱动条件中的变化以高速跟随。在这样的功率转换器中，已知作为有效的方法，除了输入和输出电压以外，还感测流入开关元件中的电流，并根据感测的电流执行控制。但感测开关元件的传导电流容易造成由感测的电流带来的功率损耗，导致效率的恶化。因此，难以将这种方法投入实践。

传统上提出了一种方法，如图19所示，将电流感测电阻器Rs与开关元件Q100的发射极(源极)端串联连接，并计算流入开关元件Q100中的电流。但在这个方法中，当检测到大电流时，在电流感测电阻器Rs100中的功耗增大，导致功率转换电路的功率转换效率降低。

为了减小这种功耗，提供了例如专利文献1中公开的技术。在专利文献1的技术中，如图20所示，使用比较器CMP401和开关元件Q95来反馈控制主开关元件Q93的源极端N100和电流检测开关元件Q94的源极端N200，以使它们具有基本上相同的电位。

由于将源极端N100和源极端N200控制为具有相同的电位，在开关元件Q94和开关元件Q93之间的漏源电压和栅源电压每个是基本上相同的电压。因此，当具有元件特性的晶体管用作开关元件Q94和开关元件Q93时，可以通过感测开关元件Q94的传导电流来估计开关元件Q93的传导电流。

在此情况下，作为开关元件Q94，使用了具有与开关元件Q93相同导电类型并且是具有小得多的芯片面积的晶体管的元件。因此，开关元件Q94和开关元件Q93的电流比可以是足够大的常数值K。

由于这个原因，可以如以下表达式(1)所示的通过检测在分流电阻器R_r2的两端的电压Vs获得流入开关元件Q93和负载102中的电流值I₁。

[表达式1]

I1=KI2=KVsRr2···(1)]]>

I₁：流入Q93中的电流

I₂：流入Q94中的电流

K：电流比

R_r2：分流电阻值

V_s：感测的电压值

在这个方法中，在测量电流I₂时，因为电流I₂流过电阻器R_r2而出现功率损耗。在将常数K设定为足够大的常数值时，可以充分减小电流I₂，并可以减小功率损耗。

但如果使用上述技术思想，就存在以下两个问题。首先，比较器CMP401比较开关元件Q93的源极电位与开关元件Q94的源极电位。因为主开关元件Q93具有相对大的电流能力，在开关过程中电流梯度dI1/dt增大。

如果将具有这个大电流梯度的电流施加到寄生在布线上的电感，就出现高感应电压。因此，当开关元件Q93和开关元件Q94通断时，在连接到开关元件Q93的比较器CMP401的输入端的电压变化很大。由于比较器CMP401是小信号模拟组件，如果具有大于电源电压的波动的电压施加到输入端，该元件就容易损坏。

因此，如图21所示的，考虑使用相对于输入端电压的两个电源作为比较器CMP401的电源。在这个结构中，即使比较器CMP401的端电压由于在开关元件Q93的源极产生的寄生电感而波动较大，电源电压跟随这个电压波动而波动。因此，连接到开关元件Q93的比较器CMP401的输入端不容易损坏。