[发明专利]具有偏移校准的电流感测电路

说明书

切换设备由微处理器控制，以在电流测量模式和校准模式之间选择性地配置电路。当开关被设置到“打开”状态时，电路充当正常的现有技术电路，其中输出V_out由微处理器读取以确定到负载的电流。然而，当开关被设置到“关闭”状态时，小值电阻器(其可大于R_shunt大约三个数量级)连接测量电路的输入端，使得电路可以生成对应于零负载电流的输出V_out。通过将V₊和V_‑输入一起与低电阻的电阻器连接，无负载条件V_diff＝V₊‑V_‑≈0适用。在该状态中，无负载偏移可以在不关闭负载的情况下通过测量电路的输出电压来确定。

相关申请的交叉引用

本发明要求于2013年7月16日提交的、针对题为“CURRENT SENSE WITH OFFSETCALIBRATION ALGORITHM”的美国临时专利申请号61/846,913的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于确定电路的无负载输出电压的电路，并且更特别地涉及一种电路，该电路用于感测系统中的特定点处的电流，并且用于间歇地更新无负载偏移，以便更精确地确定电流。

背景技术

为了确定通过电路中的特定点的电流，经常使用基于分流的电流测量电路。这样的电路使用电流分流电阻器和放大器。如本领域中公知的，跨电阻器的电压降等于通过电阻器的电流倍乘电阻器的电阻：V＝IR。电流分流电阻器的电阻典型地非常小并且精确地已知，并且跨电阻器的电压降可以被精确地测量。这允许计算通过电阻器的电流。在图1中示出现有技术电路的示例。

U₁是放大器电路，其测量跨电流分流电阻器R_shunt的小电压(V₊和V_-)，并且施加固定的已知增益。U₁的输出然后被传递到微控制器10，用于诸如通过模数转换器进行处理。通过从U₁确定电压V_out，可以确定跨R_shunt的电压，这允许确定跨R_shunt的负载电流。这样的系统在本领域中是公知的。

然而，电路中的电流和电压测量受连接到电路的负载影响。相比于当不存在连接到电路的负载时，当负载连接到电路时，跨分流电阻器的电压并且因此通过分流电阻器的电流不同。电路的“无负载输出电压”或“无负载偏移”是指当负载电流为零时的该电路的输出电压。当偏移不是已知的或在操作期间变化时，测量误差发生。图2图示具有考虑的偏移的示例传递函数。

如图2中所图示，线性传递函数在非零数字处交叉电压接入，非零数字是无负载偏移。因此，当确定通过分流电阻器流动的电流时，应当考虑无负载偏移。

该偏移实际上可能随着时间推移而漂移。无负载偏移可能受电路中的组件的温度和/或老化影响。照此，为了正确地校准任何电流确定，有时应当重新计算无负载偏移。计算无负载偏移的最简单的方式是将负载与电路的其余部分断开，即将负载电流设置到零。遗憾的是，这在许多电路中是困难的、不切实际的或不可能的。

因此期望提供一种系统，该系统将允许重新计算无负载偏移而不从电路移除负载。优选地，这样的系统将可适于高侧或者低侧电路。“高侧”电路包括与正电压源串联并且在负载之前的分流电阻器。“低侧”电路包括在负电压侧上的负载之后串联的分流电阻器。分别在图3和4中示出示例现有技术的高侧和低侧电路。

发明内容