[发明专利]一种大电流低功耗检测采集电路

说明书

本发明公开了一种大电流低功耗检测采集电路，包括两个连接供电电压的比例电阻R1和R2，电阻R1和电阻R2的电阻比为4:1；电阻R1连接第一电流镜，电阻R2连接第二电流镜；所述电阻R2上还连接有金属寄生电阻RM，RM和R2之间连接有功率管；所述第一电流镜上接入短路电路Isc；所述第一电流镜的一端和第二电流镜的一端串联后依次串联接两个三极管，并且与电阻R5连接；所述第一电流镜的另一端依次串联两个三极管，然后连接电阻R3；所述第二电流镜的另一端依次串联两个三极管，然后连接电阻R4。利用金属互联寄生电阻的压降，通过快速响应电流比较器对功率管的驱动形成负反馈控制，实现实时高效的检测采集功能。

技术领域

本发明属于电流检测采集技术领域；具体涉及一种大电流低功耗检测采集电路。

背景技术

随着集成电路工艺的发展，越来越多的大功率负载电源管理芯片趋于把功率分离器件集成到芯片内部，一方面提高了集成度，但同时也使得芯片内部的功耗激增，特别是当输出电流过载甚至短路时，功率管上的输出功耗将会永久损害电源管理芯片和后级负载器件，因此输出电流和功率检测采集技术是电源管理芯片的重要研究方向。目前，常用的电流检测技术有电阻采样输出电流检测方式和电流镜采样输出电流检测方式。

电阻采样输出电流检测方式包括采用具有低压差线性稳压器(Low DropoutRegulator,LDO)的输出电流采集及限制保护电路，采用了电阻采样输出电流的检测方式。如图1所示，图中的T1，T2为大功率晶体管，为了保证不发生二次击穿，它应该工作于连续运行的安全工作区，图中的R_SC和T3组成了电流检测采集及过流保护电路，其工作原理如下：

图1中限流电阻R_SC的大小为：其中I_Om为调整管的最大可输出电流，当负载电流小于I_Om时，R_SC上的压降足够小，T3截止，此时T3的存在不影响调整管的工作；当输出电流等于I_Om时，T3管导通，从而分流了I_B1，使I_O维持在I_O＝I_Om＝V_BE3/R_SC。从而保护了调整管。

图1所示限流电路的优点是：电路结构简单，在某一特定温度下可以实现精确的限流。其缺点是：由于V_BE3是一个与温度有关的物理量，其值随温度的升高而降低，所以针对同一电路，采用此种结构，其过流保护点随温度的升高而降低。此外，由于R_SC串联于功率管的发射极，在正常工作及限流保护时，其上产生了很大的Dropout压降，会直接增加电路的耗散功率，降低芯片的工作效率。例如，对于一个限流为3A的电路，R_SC上的压降为0.7V，R_SC的大小约为4.3Ω，T2上V_CE为0.3V，那么此时由于R_SC带来的功率损耗为2.1W。