[发明专利]电压电流转换电路，以及电流反馈型仪表放大器

说明书

本公开的实施例提供一种电压电流转换电路，其包括：第一和第二输入电路、分流电路、电荷泵电路、第一、第二和第三恒流源电路、以及第一和第二输出电路。第一和第二输入电路分别根据第一和第二输入电压生成并向分流电路提供第一和第二跟随电压。电荷泵电路将共模电压升高预设电压值以生成第一电压。分流电路将来自第一恒流源电路的第一恒定电流分成第一和第二分流，向第一输出和第一输入电路提供第一分流，并向第二输出和第二输入电路提供第二分流。第三恒流源电路向第一和第二输入电路分别提供第三恒定电流与来自第二恒流源电路的第二恒定电流之间的第一电流差。第一和第二输出电路分别根据第一和第二分流与第一电流差来生成第一和第二输出电流。

技术领域

本公开的实施例涉及集成电路技术领域，具体地，涉及电压电流转换电路，以及电流反馈型仪表放大器。

背景技术

在精确电流检测应用中，一般要求：在高共模输入电压的基础上放大微弱的有用信号，因此需要用到仪表放大器，并且要求有很高的共模抑制比(CMRR)。通常的结构有两种。第一种结构是电压反馈结构的仪表放大器，即用电阻和运算放大器构成的放大器。这个结构的缺点是电阻的失配带来的失调电压很难消除掉，从而导致CMRR特性不好。第二种结构是电流反馈型仪表放大器，其将输入电压和反馈电压通过跨导级放大器转换成电流，再利用负反馈将两者抵消从而实现想要的确定增益。这种结构可以有很高的CMRR，但是缺点是线性度受到输入级跨导的限制，一般允许的最大输入差分电压为几十毫伏。对于差分输入电压达到几百毫伏的应用，这种结构很难适用。

发明内容

本文中描述的实施例提供了一种电压电流转换电路，以及电流反馈型仪表放大器。

根据本公开的第一方面，提供了一种电压电流转换电路。该电压电流转换电路包括：第一输入电路、第二输入电路、分流电路、电荷泵电路、第一恒流源电路、第二恒流源电路、第三恒流源电路、第一输出电路、以及第二输出电路。其中，第一输入电路被配置为：根据来自第一输入电压端的第一输入电压生成第一跟随电压，并经由第一节点向分流电路的第一端提供第一跟随电压。第二输入电路被配置为：根据来自第二输入电压端的第二输入电压生成第二跟随电压，并经由第二节点向分流电路的第二端提供第二跟随电压。其中，第一跟随电压与第二跟随电压之间的电压差等于第一输入电压与第二输入电压之间的电压差。电荷泵电路被配置为：将共模电压升高预设电压值以生成第一电压，并经由第三节点向第一恒流源电路提供第一电压。其中，共模电压等于第一输入电压与第二输入电压之和的一半。第一恒流源电路被配置为：根据第一电压生成第一恒定电流，并经由第四节点向分流电路的第三端提供第一恒定电流。分流电路被配置为：将第一恒定电流分成第一分流和第二分流，经由第一节点向第一输出电路和第一输入电路提供第一分流，并经由第二节点向第二输出电路和第二输入电路提供第二分流。第二恒流源电路被配置为：根据来自电源电压端的电源电压生成第二恒定电流，经由第五节点向第三恒流源电路的第一端提供第二恒定电流，并经由第六节点向第三恒流源电路的第二端提供第二恒定电流。第三恒流源电路被配置为：生成第三恒定电流，经由第七节点向第一输入电路提供第三恒定电流与第二恒定电流之间的第一电流差，并经由第八节点向第二输入电路提供第三恒定电流与第二恒定电流之间的第一电流差。第一输出电路被配置为：根据第一分流与第一电流差来生成第一输出电流，并经由第一输出端输出第一输出电流。第二输出电路被配置为：根据第二分流与第一电流差来生成第二输出电流，并经由第二输出端输出第二输出电流。

在本公开的一些实施例中，第一输入电路包括：第一晶体管。其中，第一晶体管的控制极耦接第一输入电压端。第一晶体管的第一极耦接第一节点。第一晶体管的第二极耦接第七节点。

在本公开的一些实施例中，第二输入电路包括：第二晶体管。其中，第二晶体管的控制极耦接第二输入电压端。第二晶体管的第一极耦接第二节点。第二晶体管的第二极耦接第八节点。

在本公开的一些实施例中，分流电路包括：第一电阻器、以及第二电阻器。其中，第一电阻器的第一端耦接第一节点。第一电阻器的第二端耦接第四节点。第二电阻器的第一端耦接第四节点。第二电阻器的第二端耦接第二节点。