專(zhuān)利名稱：高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種訊號(hào)感測(cè)電路，特別涉及一種高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路。
背景技術(shù)：
圖I顯示了傳統(tǒng)的高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路100。該高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路100基本上包含了一運(yùn)算放大器110、電阻120-160，以及一負(fù)載170。電壓Vh供電到電阻120和電阻140 之間的節(jié)點(diǎn)，如此電流I14tl流通過(guò)電阻140。由于電阻140耦合負(fù)載170以及藉由電阻150 耦合該運(yùn)算放大器110的負(fù)輸入，電流I14tl將會(huì)被分成兩個(gè)電流，電流I15tl流經(jīng)電阻150以及電流Iumi流通過(guò)負(fù)載170。也就是說(shuō)，電流Iujad將隨負(fù)載170和電阻120-150的阻抗值變化。然而，如果該負(fù)載170是發(fā)光二極管(LEDs)，傳輸至負(fù)載170的電流量將會(huì)影響發(fā)光二極管的照明；這意味著，當(dāng)電壓Vh的電壓值被調(diào)整時(shí)，電阻120-150的阻抗值會(huì)影響發(fā)光二極管的照明。也就是說(shuō)，對(duì)高側(cè)訊號(hào)感測(cè)，具有用作分壓器的電阻的傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)是精確度較差。當(dāng)電壓Vh的電壓值被調(diào)整時(shí)，由于溫度和進(jìn)程的變化等，使得控制發(fā)光二極管的照明以及感測(cè)該負(fù)載電流Ium是困難的。因此，如何控制和感測(cè)負(fù)載電流1_已成為業(yè)界迫切的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路。本發(fā)明提供了一個(gè)精確的電路為高測(cè)訊號(hào)感測(cè)，它可應(yīng)用于電池管理、電池單元平衡、發(fā)光二極管背光驅(qū)動(dòng)器和電源轉(zhuǎn)換器的電路。該電路可設(shè)計(jì)在一個(gè)單片集成電路。藉由感測(cè)第一電阻的跨電壓，流經(jīng)過(guò)輸出電阻的電流將可簡(jiǎn)單得到。根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供一種高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路，該高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路包含一訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器、一第二晶體管以及一電阻。訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器具有一第一晶體管，對(duì)應(yīng)一輸入訊號(hào)產(chǎn)生一鏡像電流。第二晶體管偶接串聯(lián)于該第一晶體管，以接收該鏡像電流。電阻對(duì)應(yīng)該鏡像電流產(chǎn)生一輸出訊號(hào)。其中，該輸出訊號(hào)的準(zhǔn)位被該輸入訊號(hào)的準(zhǔn)位校準(zhǔn)。本發(fā)明前述各方面及其它方面依據(jù)下述的非限制性具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明以及參照附圖將更趨于明了。


圖I示出傳統(tǒng)的高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路100 ；圖2示出本發(fā)明的高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路的一實(shí)施例；圖3示出本發(fā)明的單片集成電路的一實(shí)施例。主要組件符號(hào)說(shuō)明100 :傳統(tǒng)的高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路
200 :高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路
210、220、230 :電路
120、130、140、150、160、211、222 :電阻
OT :輸出端
212、226、231 :晶體管
213、224 :電流源
221 :齊納二極管
110,223 :運(yùn)算放大器
225 : 二極管
Vs、VH、V0^
I LOAD'工140、工211、工222 :電務(wù)⑴
Gndh :接地端
170 :負(fù)載
310、P_Si p 基板
320,330 :N 井具體實(shí)施方式
為了明確本發(fā)明的技術(shù)特征、內(nèi)容與優(yōu)點(diǎn)及其所能達(dá)成的功效，將本發(fā)明配合附
圖，并以實(shí)施例的表達(dá)形式詳細(xì)說(shuō)明如下，而其中所使用的附圖，其主旨僅為示意及輔助說(shuō)明書(shū)之用，未必為本發(fā)明實(shí)施后的真實(shí)比例與精準(zhǔn)配置，故不應(yīng)就附的圖的比例與配置關(guān)系解讀、限定本發(fā)明在實(shí)際實(shí)施上的權(quán)利范圍，事先聲明。圖2顯示了本發(fā)明的高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路200的一實(shí)施例。該高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路 200包含一第一電路210、一第二電路220以及一第三電路230。第一電路210包括一輸出電阻211和輸出端0T。在一實(shí)施例中，第一電路210進(jìn)一步包含第三晶體管212以及第一電流源213。第二電路220，例如訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器220，包含一齊納二極管221、第一電阻 222、運(yùn)算放大器223、第二電流源224、二極管225以及第一晶體管226。第三電路230包含一第二晶體管231。第二電路220用于接收一輸入訊號(hào)Vs,如一脈沖訊號(hào)，并對(duì)應(yīng)輸入訊號(hào)Vs產(chǎn)生一個(gè)電流1222 (鏡像電流)流通過(guò)第一電阻222。運(yùn)算放大器223是被該供應(yīng)電壓VH供能的運(yùn)算放大器223、第二電流源224以及二極管225耦合該輸入訊號(hào)VS以及第一電阻222，其中運(yùn)算放大器223的負(fù)輸入端耦合該第一電阻222以及第一晶體管226的源極，運(yùn)算放大器223的正輸入端I禹合以接收該輸入訊號(hào)VS,以及運(yùn)算放大器223的輸出端I禹合該第一晶體管226的閘極。該輸入訊號(hào)VS,如一可變電壓，稱合到供應(yīng)電壓VH和第一電阻222。由于該輸入訊號(hào)VS和第一電阻222位于運(yùn)算放大器223的正輸入端以及負(fù)輸入端之間，且運(yùn)算放大器 223的正輸入端以及負(fù)輸入端之間的虛擬短路，輸入訊號(hào)VS的電壓等于該第一電阻222的跨電壓。也就是說(shuō)，該第一電阻222的跨電壓被輸入訊號(hào)VS的電壓準(zhǔn)位所改變。第一晶體管226的源極接收電流1222以及第一晶體管226的漏極傳輸該電流至第二晶體管231。齊納二極管221，耦合至該第一電阻222、供應(yīng)電壓VH以及該第三晶體管212用于鉗夾該訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器220的電源Vh的最大電壓。第二晶體管231耦接串聯(lián)于該第一晶體管226以接收傳送通過(guò)第一晶體管226的電流1222，然后輸出一電流1211至輸出電阻211。該第一和第二晶體管226和231是高電壓的晶體管，其可承受高電壓，致使該高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路200可在高電壓環(huán)境運(yùn)作，以感測(cè)流通過(guò)該第一電阻222的電流。此外，電流源224以及二極管225供應(yīng)一電壓至第二晶體管231的閘極，如此該閘極和源極的電壓將能在第二電路230的電壓范圍內(nèi)偏壓。例如，第二電路230的最大工作電壓是Vh < 25V(Vh to Gndh)。與第二晶體管231以及一輸出電阻211耦合的該輸出端OT接收由第二晶體管231 所傳送出的電流I231，且傳送該電流至輸出電阻211，其中該電流流通過(guò)該輸出電阻211。輸出端OT產(chǎn)生一輸出訊號(hào)V0,且該輸出訊號(hào)VO與該輸入訊號(hào)Vs的值相關(guān)聯(lián),可表示為
j Vs尺211 T/·I222 = -~ ；V0 = -~ X Vs ；
尺222K111因此，藉由感測(cè)第一電阻222的跨電壓將可以獲得流過(guò)輸出電阻211的電流。也就是說(shuō)，流過(guò)輸出電阻211的電流可在高側(cè)(high-side)被感應(yīng)到，如在第一電阻222在高電壓環(huán)境中，而不是在低側(cè)(low-side)，如在該輸出電阻211。此外，第一電路210可進(jìn)一步包含該第一電流源213以及該第三晶體管212，第二電路220的電源由電流源213透過(guò)第三晶體管212所供應(yīng)，其為一高電壓晶體管。第三晶體管212的閘極稱合以接收一電壓Vcr，其在該電壓Vrc下鉗夾該第一電流源213的最大電壓。第二電路220電源的最大電壓由一齊納二極管221所鉗夾。圖3顯示了本發(fā)明的單片(monolithic)集成電路的一實(shí)施例。如圖2以及圖3 所示，圖二第一電路210設(shè)置于該P(yáng)硅基板P_Si中，第二電路220的電路設(shè)置在圖三一個(gè)隔絕的N井320中。第三電路230的電路則形成在另一個(gè)隔絕的N井330。也就是說(shuō)，訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器220可從形成在與一輸出電阻211隔絕的一個(gè)隔絕的井320。在一實(shí)施例中，輸出電阻211形成在一 P基板P_Si中，訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器220在p基板P_Si的一第一井(未顯示于圖中)展開(kāi)，以及第二晶體管231在P基板P_Si的一第二井展開(kāi)(未顯示于圖中)。在另一實(shí)施例中，輸出電阻211可在一 P基板P_Si中展開(kāi),訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器220 在P基板的一第一井(未顯示于圖中)展開(kāi)，以及第二晶體管231可在另一基板展開(kāi)(未顯示于圖中)。雖然通過(guò)舉例以及示例性實(shí)施例的方式已經(jīng)描述了本發(fā)明，可以理解的是，本發(fā)明非因此限制。相反地，其包含了不同的修改以及相似排列和程序，所附的權(quán)利要求范圍應(yīng)給予最廣泛的解釋?zhuān)员惆械男薷囊约跋嗨婆帕泻统绦颉?br> 權(quán)利要求
1.一種高側(cè)(high-side)訊號(hào)感測(cè)電路,其特征在于,包含一訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器，具有一第一晶體管，對(duì)應(yīng)一輸入訊號(hào)產(chǎn)生一鏡像電流；一第二晶體管，偶接串聯(lián)于該第一晶體管，以接收該鏡像電流；以及一電阻，對(duì)應(yīng)該鏡像電流產(chǎn)生一輸出訊號(hào)；其中該輸出訊號(hào)的準(zhǔn)位被該輸入訊號(hào)的準(zhǔn)位校準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，該電阻位在一第一電路中；以及該訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器和該第一晶體管位在一第二電路中；其中該第二電路形成在與該第一電路隔離的一隔離井中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，該第二晶體管位在一第三電路中，并且該第三電路形成在與該第一電路隔離的另一隔離電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，該第二電路的一電源由該第一電路的一源電流所供應(yīng)；該源電流的電流透過(guò)一高電壓晶體管耦合至該第二電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求第I所述的電路，其特征在于，該第二電路包含一齊納二極管用以鉗夾該第二電路的一電源的一最大電壓。
6.—種高側(cè)(high-side)偵測(cè)電路,其特征在于,包含一第一電路，具有位于一基板中的一電阻；一第二電路，具有位于一隔離井中的一第一晶體管，根據(jù)一輸入訊號(hào)產(chǎn)生一鏡像電流;以及一第三電路，具有耦接串聯(lián)于該第一晶體管的一第二晶體管，以傳送該鏡像電流至該第一電路；其中該電阻對(duì)應(yīng)該鏡像電流產(chǎn)生一輸出訊號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，該第二電路形成于與該第一電路隔離的一隔尚井。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，該第三電路與該第一電路隔離。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路,其特征在于，該第二電路的一電源由該第一電路的一源電流所供應(yīng)；該源電流的電流透過(guò)該第一電路中的一高電壓晶體管耦合至該第二電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，該第二電路進(jìn)一步包含一齊納二極管以鉗夾該第二電路的一電源的一最大電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路。該高側(cè)訊號(hào)感測(cè)電路包含一訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器、一第二晶體管以及一電阻。訊號(hào)至電流轉(zhuǎn)換器具有一第一晶體管，對(duì)應(yīng)一輸入訊號(hào)產(chǎn)生一鏡像電流。第二晶體管偶接串聯(lián)于該第一晶體管，以接收該鏡像電流。電阻對(duì)應(yīng)該鏡像電流產(chǎn)生一輸出訊號(hào)。其中，該輸出訊號(hào)的準(zhǔn)位被該輸入訊號(hào)的準(zhǔn)位校準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102608386SQ20121004086
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者楊大勇, 陳彥廷, 韋凱方 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司