专利名称：高侧讯号感测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种讯号感测电路，特别涉及一种高侧讯号感测电路。
背景技术：
图I显示了传统的高侧讯号感测电路100。该高侧讯号感测电路100基本上包含了一运算放大器110、电阻120-160，以及一负载170。电压Vh供电到电阻120和电阻140 之间的节点，如此电流I14tl流通过电阻140。由于电阻140耦合负载170以及藉由电阻150 耦合该运算放大器110的负输入，电流I14tl将会被分成两个电流，电流I15tl流经电阻150以及电流Iumi流通过负载170。也就是说，电流Iujad将随负载170和电阻120-150的阻抗值变化。然而，如果该负载170是发光二极管(LEDs)，传输至负载170的电流量将会影响发光二极管的照明；这意味着，当电压Vh的电压值被调整时，电阻120-150的阻抗值会影响发光二极管的照明。也就是说，对高侧讯号感测，具有用作分压器的电阻的传统方法的缺点是精确度较差。当电压Vh的电压值被调整时，由于温度和进程的变化等，使得控制发光二极管的照明以及感测该负载电流Ium是困难的。因此，如何控制和感测负载电流1_已成为业界迫切的任务。
发明内容
本发明涉及一种高侧讯号感测电路。本发明提供了一个精确的电路为高测讯号感测，它可应用于电池管理、电池单元平衡、发光二极管背光驱动器和电源转换器的电路。该电路可设计在一个单片集成电路。藉由感测第一电阻的跨电压，流经过输出电阻的电流将可简单得到。根据本发明的一方面，本发明提供一种高侧讯号感测电路，该高侧讯号感测电路包含一讯号至电流转换器、一第二晶体管以及一电阻。讯号至电流转换器具有一第一晶体管，对应一输入讯号产生一镜像电流。第二晶体管偶接串联于该第一晶体管，以接收该镜像电流。电阻对应该镜像电流产生一输出讯号。其中，该输出讯号的准位被该输入讯号的准位校准。本发明前述各方面及其它方面依据下述的非限制性具体实施例详细说明以及参照附图将更趋于明了。
图I示出传统的高侧讯号感测电路100 ；图2示出本发明的高侧讯号感测电路的一实施例；图3示出本发明的单片集成电路的一实施例。主要组件符号说明100 :传统的高侧讯号感测电路
200 :高侧讯号感测电路
210、220、230 :电路
120、130、140、150、160、211、222 :电阻
OT :输出端
212、226、231 :晶体管
213、224 :电流源
221 :齐纳二极管
110,223 :运算放大器
225 : 二极管
Vs、VH、V0^
I LOAD'工140、工211、工222 :电务⑴
Gndh :接地端
170 :负载
310、P_Si p 基板
320,330 :N 井具体实施方式
为了明确本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，将本发明配合附
图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就附的图的比例与配置关系解读、限定本发明在实际实施上的权利范围，事先声明。图2显示了本发明的高侧讯号感测电路200的一实施例。该高侧讯号感测电路 200包含一第一电路210、一第二电路220以及一第三电路230。第一电路210包括一输出电阻211和输出端0T。在一实施例中，第一电路210进一步包含第三晶体管212以及第一电流源213。第二电路220，例如讯号至电流转换器220，包含一齐纳二极管221、第一电阻 222、运算放大器223、第二电流源224、二极管225以及第一晶体管226。第三电路230包含一第二晶体管231。第二电路220用于接收一输入讯号Vs,如一脉冲讯号，并对应输入讯号Vs产生一个电流1222 (镜像电流)流通过第一电阻222。运算放大器223是被该供应电压VH供能的运算放大器223、第二电流源224以及二极管225耦合该输入讯号VS以及第一电阻222，其中运算放大器223的负输入端耦合该第一电阻222以及第一晶体管226的源极，运算放大器223的正输入端I禹合以接收该输入讯号VS,以及运算放大器223的输出端I禹合该第一晶体管226的闸极。该输入讯号VS,如一可变电压，稱合到供应电压VH和第一电阻222。由于该输入讯号VS和第一电阻222位于运算放大器223的正输入端以及负输入端之间，且运算放大器 223的正输入端以及负输入端之间的虚拟短路，输入讯号VS的电压等于该第一电阻222的跨电压。也就是说，该第一电阻222的跨电压被输入讯号VS的电压准位所改变。第一晶体管226的源极接收电流1222以及第一晶体管226的漏极传输该电流至第二晶体管231。齐纳二极管221，耦合至该第一电阻222、供应电压VH以及该第三晶体管212用于钳夹该讯号至电流转换器220的电源Vh的最大电压。第二晶体管231耦接串联于该第一晶体管226以接收传送通过第一晶体管226的电流1222，然后输出一电流1211至输出电阻211。该第一和第二晶体管226和231是高电压的晶体管，其可承受高电压，致使该高侧讯号感测电路200可在高电压环境运作，以感测流通过该第一电阻222的电流。此外，电流源224以及二极管225供应一电压至第二晶体管231的闸极，如此该闸极和源极的电压将能在第二电路230的电压范围内偏压。例如，第二电路230的最大工作电压是Vh < 25V(Vh to Gndh)。与第二晶体管231以及一输出电阻211耦合的该输出端OT接收由第二晶体管231 所传送出的电流I231，且传送该电流至输出电阻211，其中该电流流通过该输出电阻211。输出端OT产生一输出讯号V0,且该输出讯号VO与该输入讯号Vs的值相关联,可表示为
j Vs尺211 T/·I222 = -~ ；V0 = -~ X Vs ；
尺222K111因此，藉由感测第一电阻222的跨电压将可以获得流过输出电阻211的电流。也就是说，流过输出电阻211的电流可在高侧(high-side)被感应到，如在第一电阻222在高电压环境中，而不是在低侧(low-side)，如在该输出电阻211。此外，第一电路210可进一步包含该第一电流源213以及该第三晶体管212，第二电路220的电源由电流源213透过第三晶体管212所供应，其为一高电压晶体管。第三晶体管212的闸极稱合以接收一电压Vcr，其在该电压Vrc下钳夹该第一电流源213的最大电压。第二电路220电源的最大电压由一齐纳二极管221所钳夹。图3显示了本发明的单片(monolithic)集成电路的一实施例。如图2以及图3 所示，图二第一电路210设置于该P硅基板P_Si中，第二电路220的电路设置在图三一个隔绝的N井320中。第三电路230的电路则形成在另一个隔绝的N井330。也就是说，讯号至电流转换器220可从形成在与一输出电阻211隔绝的一个隔绝的井320。在一实施例中，输出电阻211形成在一 P基板P_Si中，讯号至电流转换器220在p基板P_Si的一第一井(未显示于图中)展开，以及第二晶体管231在P基板P_Si的一第二井展开(未显示于图中)。在另一实施例中，输出电阻211可在一 P基板P_Si中展开,讯号至电流转换器220 在P基板的一第一井(未显示于图中)展开，以及第二晶体管231可在另一基板展开(未显示于图中)。虽然通过举例以及示例性实施例的方式已经描述了本发明，可以理解的是，本发明非因此限制。相反地，其包含了不同的修改以及相似排列和程序，所附的权利要求范围应给予最广泛的解释，以便包含所有的修改以及相似排列和程序。
权利要求
1.一种高侧(high-side)讯号感测电路,其特征在于,包含一讯号至电流转换器，具有一第一晶体管，对应一输入讯号产生一镜像电流；一第二晶体管，偶接串联于该第一晶体管，以接收该镜像电流；以及一电阻，对应该镜像电流产生一输出讯号；其中该输出讯号的准位被该输入讯号的准位校准。
2.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，该电阻位在一第一电路中；以及该讯号至电流转换器和该第一晶体管位在一第二电路中；其中该第二电路形成在与该第一电路隔离的一隔离井中。
3.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，该第二晶体管位在一第三电路中，并且该第三电路形成在与该第一电路隔离的另一隔离电路。
4.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，该第二电路的一电源由该第一电路的一源电流所供应；该源电流的电流透过一高电压晶体管耦合至该第二电路。
5.根据权利要求第I所述的电路，其特征在于，该第二电路包含一齐纳二极管用以钳夹该第二电路的一电源的一最大电压。
6.—种高侧(high-side)侦测电路,其特征在于,包含一第一电路，具有位于一基板中的一电阻；一第二电路，具有位于一隔离井中的一第一晶体管，根据一输入讯号产生一镜像电流;以及一第三电路，具有耦接串联于该第一晶体管的一第二晶体管，以传送该镜像电流至该第一电路；其中该电阻对应该镜像电流产生一输出讯号。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，该第二电路形成于与该第一电路隔离的一隔尚井。
8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，该第三电路与该第一电路隔离。
9.根据权利要求6所述的电路,其特征在于，该第二电路的一电源由该第一电路的一源电流所供应；该源电流的电流透过该第一电路中的一高电压晶体管耦合至该第二电路。
10.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，该第二电路进一步包含一齐纳二极管以钳夹该第二电路的一电源的一最大电压。
全文摘要
本发明公开一种高侧讯号感测电路。该高侧讯号感测电路包含一讯号至电流转换器、一第二晶体管以及一电阻。讯号至电流转换器具有一第一晶体管，对应一输入讯号产生一镜像电流。第二晶体管偶接串联于该第一晶体管，以接收该镜像电流。电阻对应该镜像电流产生一输出讯号。其中，该输出讯号的准位被该输入讯号的准位校准。
文档编号G01R19/00GK102608386SQ20121004086
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月21日 优先权日2011年5月31日
发明者杨大勇, 陈彦廷, 韦凯方 申请人:崇贸科技股份有限公司