[发明专利]使用具有数字AZ偏移补偿的感测放大器进行高精度电流感测

说明书

电流感测电路包括电流感测放大器和校正电路。电流感测放大器具有偏移电压。校正电路被配置成评估电流感测放大器的偏移电压。校正电路还被配置为基于所评估的偏移电压向电流感测放大器发出校正信号。校正信号用于调节偏移电压。

优先权

本申请要求2017年10月30日提交的美国临时申请号62/578,587的优先权，该申请的内容据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及电流感测和测量，并且更具体地，涉及使用具有数字自动零(AZ)偏移补偿的感测放大器进行高精度电流感测。

背景技术

电流感测和测量通常在所有与针对直流(DC)和交流(AC)的电力传送相关的电子器件应用中执行，如DC/DC转换器、AC/DC转换器、电机驱动器、发光二极管(LED)驱动器、电池充电器、通用串行总线(USB)供电的电子器件以及许多其他应用。电流感测和测量的一种示例用途是功率调节。由于寻求针对低功率应用的更高效率，越来越多的线性调节器解决方案被开关调节器解决方案所取代。通过分流电阻器的电流感测可用于控制开关调节器电源，并且电流感测精度可能影响此类调节器的性能。通常使用电流感测和测量的应用的另一个典型示例是在USB供电的电子器件中。USB负载开关必须通过非常准确地测量电流并限制电力传送来提供负载保护。

功率调节器、USB电源开关和其他电路中的电流的感测和测量通常使用电流感测放大器(SA)电路来执行。SA电路用于不同的感测方案中，例如分流电阻器电流感测拓扑或电源开关和感测场效应晶体管(FET)电流感测拓扑。可以通过探测感测元件(例如，分流电阻或感测FET)上的电压降来执行负载中电流的感测。SA电路的偏移可限定测量的精度。SA电路的偏移可以被称为“Vos”。感测元件上的电压降可以被称为“Vdrop”。总体而言，由SA电路偏移引起的误差等于Vos/Vdrop。

发明内容

本公开的实施方案可以包括电流感测电路。电流感测电路可包括电流感测放大器。电流感测电路可包括校正电路，该校正电路被配置为评估感测放大器的偏移电压，并且基于所评估的偏移电压向感测放大器发出校正信号。结合上述实施方案中的任一个，校正电路还可被配置成评估偏移电压并连续地发出校正信号。结合上述实施方案中的任一个，校正电路还可被配置为使用连接到感测放大器的输入的比较器来控制被配置为生成校正信号的数字积分器。结合上述实施方案中的任一个，校正电路还可被配置为使用比较器和数字积分器来生成校正信号作为数模转换器(DAC)的输入。结合上述实施方案中的任一个，校正电路还可被配置为使用DAC来闭合感测放大器的数字自动零补偿的反馈回路。结合上述实施方案中的任一个，校正电路还可被配置为连续地将偏移电压转换为校正信号，以防止由于偏移补偿的温度漂移引起的劣化。结合上述实施方案中的任一个，电流感测电路可以具有分流电阻器拓扑。结合上述实施方案中的任一个，电流感测电路可以具有感测FET晶体管拓扑。

本公开的实施方案可以包括一种装置，该装置包括DC/DC转换器、AC/DC转换器、电机驱动器、LED驱动器、电池充电器或包括以上实施方案的任何电流感测电路的USB电子设备。

本公开的实施方案可以包括由以上实施方案的任何电流感测电路或装置执行的方法。

附图说明

图1是根据本公开的实施方案的用于高精度电流感测的示例系统的图示。

图2是根据本公开的实施方案的用于高精度电流感测的另一示例系统的图示。

图3是根据本公开的实施方案的用于连续数字AZ偏移补偿的数字积分器的图示。

图4是根据本公开的实施方案的用于连续数字AZ偏移补偿的另一数字积分器的图示。

具体实施方式