专利名称：基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路及方法
技术领域：
本发明涉及电子技术，尤其涉及一种基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路及其电流采样方法。
背景技术：
许多基于功率半导体器件的控制系统，如用于太阳能逆变控制、用于风能控制、用于变流器控制、用于变频器控制、用于电机(如直流电机、交流电机、伺服电机、同步电机、等)控制的基于功率半导体器件的控制系统，通常要对控制系统中的电流进行采样。功率半导体器件(power semiconductor device)又称为电力电子器件,包括功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率场效应管(Power MOSFET )、绝缘栅双极晶体管(IGBT )、集成门 极换流晶闸管(IGCT )、对称门极换流晶闸管(SGCT )等。目前市场上基于功率半导体器件(MOS，IGBT,IPM,晶闸管，功率三极管等)的控制系统，常见的电流采样技术方案有两种。一种是采用电流互感器采样电流方法，如图I所示，图I是基于功率半导体器件的控制系统用于控制三相电机，功率半导体器件使用绝缘栅双极晶体管IGBT，通过电流互感器Tl，T2，T3，T4对绝缘栅双极晶体管IGBT的电流回路进行电流采样。该方法存在以下缺
占-
^ \\\ a、电流互感器体积大，不利于安装和设计小型化产品；b、在多路控制时，需要很多个电流互感器，用量多，浪费资源；C、电流互感器的电流适用范围窄，为了适应控制系统的不同采样电流幅度，需要不同参数的电流互感器，这需要多种规格的电流互感器，不利于批量生产；d、电流互感器的价格非常高，成本高。另一种是采用外接功率电阻采样电流方法，如图2所示，图2是基于功率半导体器件的控制系统用于控制三相电机，功率半导体器件使用使用功率场效应管，通过功率电阻Rl, R2，R3，R4对功率场效应管的电流回路进行电流采样。该方法存在以下缺点a、功率电阻的功耗大，易发热，温度高；b、功率电阻的稳定性差，容易坏，可靠性低；C、功率电阻安装不方便，易发热，需安装在便于散热的位置，如散热片上或安装夕卜壳上;d、不适用大电流采样，如100安培以上电流，则需要非常大功率的功率电阻，这种电阻需要定制，不利于批量生产；e、增加的功率电阻会抬高成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，降低基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路的成本、体积、功耗。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，包括一个或多个功率半导体器件，从功率半导体器件的集电极与发射极两端，或者漏极与源极两端，或者阳极与阴极两端引出电流采样端，通过电流采样端对相应的功率半导体器件的电流回路进行电流采样。所述功率半导体器件可以是功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管、集成门极换流晶闸管或对称门极换流晶闸管。所述功率半导体器件可以是绝缘栅双极晶体管，从绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极两端，引出电流采样端。所述功率半导体器件可以是功率场效应管，从功率场效应管的漏极与源极两端，引出电流采样端。控制系统可以包括第一 N沟道绝缘栅双极晶体管、第二 N沟道绝缘栅双极晶体管、第三N沟道绝缘栅双极晶体管、第四N沟道绝缘栅双极晶体管、第五N沟道绝缘栅双极晶体 管、第六N沟道绝缘栅双极晶体管,第一 N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极、第二 N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极及第三N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极接电源正，第四N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极、第五N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极及第六N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极接电源负，第一 N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极、第四N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极同接三相电机的A相，第二 N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极、第五N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极同接三相电机的B相，第三N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极、第六N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极同接三相电机的C相，各个N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极两端分别弓I出电流采样端，通过集电极与发射极两端分别引出电流采样端对相应的N沟道绝缘栅双极晶体管的电流回路进行电流采样。控制系统可以包括第一 N沟道功率场效应管、第二 N沟道功率场效应管、第三N沟道功率场效应管、第四N沟道功率场效应管、第五N沟道功率场效应管、第六N沟道功率场效应管，第一 N沟道功率场效应管的漏极、第二 N沟道功率场效应管的漏极及第三N沟道功率场效应管的漏极接电源正，第四N沟道功率场效应管的源极、第五N沟道功率场效应管的源极及第六N沟道功率场效应管的源极接电源负，第一N沟道功率场效应管的源极、第四N沟道功率场效应管的漏极同接三相电机的A相，第二 N沟道功率场效应管的源极、第五N沟道功率场效应管的漏极同接三相电机的B相，第三N沟道功率场效应管的源极、第六N沟道功率场效应管的漏极同接三相电机的C相，各个N沟道功率场效应管的漏极与源极两端分别引出电流采样端，通过漏极与源极两端分别引出电流采样端对相应的N沟道功率场效应管的电流回路进行电流采样。为解决上述技术问题，本发明还提供给了利用所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路进行电流采样的方法，在该控制系统中一功率半导体器件导通时，通过该功率半导体器件的集电极与发射极两端，或者漏极与源极两端引出的电流采样端，采样该功率半导体器件的集电极与发射极两端，或者漏极与源极两端的电压差U ；然后，计算得到该功率半导体器件的电流回路的采样电流I，I=U/R, R为该功率半导体器件的集电极与发射极之间，或者漏极与源极之间的导通内阻。本发明的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路及其电流采样方法，既不用电流互感器采样，也不用外加功率电阻采样，而是利用控制系统内的功率半导体器件固有的特性，因为这些功率半导体器件导通时，有导通内阻，本发明把功率半导体器件导通内阻作为一个采样体，通过采集功率器件导通内阻两端的电压，来得到电流采样。本发明的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路及其电流采样方法，把控制系统内的已有功率半导体器件复用为一个电流采样体，不用增加电流互感器和功率电阻等额外器件，降低了成本，减小了体积，功耗低，电流控制范围广，便于批量生产，性能非常稳定。
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是用于控制三相电机的基于绝缘栅双极晶体管的控制系统的电流互感器电流采样电路； 图2是用于控制三相电机的基于功率场效应管的控制系统的功率电阻电流采样电路；图3是本发明的基于功率半导体器件的控制系统的实施例二的电流采样电路；图4是本发明的基于功率半导体器件的控制系统的实施例三的电流采样电路。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，包括一个或多个功率半导体器件，功率半导体器件可以是功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GT0)、功率场效应管(Power MOSFET )、绝缘栅双极晶体管(IGBT )、集成门极换流晶闸管(IGCT )、对称门极换流晶闸管(SGCT)等，从功率半导体器件的集电极(C极)与发射极(E极)两端，或者漏极(D极)与源极(S极)两端，或者阳极(A极)与阴极(K极)两端引出电流采样端，通过电流采样端对相应的功率半导体器件的电流回路进行电流采样；利用实施例一的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路进行电流采样的方法是，在该控制系统中一功率半导体器件导通时，通过该功率半导体器件的集电极与发射极两端，或者漏极与源极两端引出的电流采样端，采样该功率半导体器件的集电极与发射极两端，或者漏极与源极两端的电压差U ;然后，计算得到该功率半导体器件的电流回路的采样电流I，I=U/R, R为该功率半导体器件的集电极与发射极之间，或者漏极与源极之间的导通内阻。实施例二基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，如图3所示，包括第一 N沟道绝缘栅双极晶体管VI、第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2、第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3、第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4、第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5、第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6，第一 N沟道绝缘栅双极晶体管Vl的集电极Cl、第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2的集电极C2及第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3的集电极C3接电源正VDD，第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4的发射极E4、第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5的发射极E5及第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6的发射极E6接电源负VSS，第一 N沟道绝缘栅双极晶体管Vl的发射极E1、第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4集电极C4同接三相电机M的A相，第二N沟道绝缘栅双极晶体管V2的发射极E2、第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5集电极C5同接三相电机的B相，第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3的发射极E3、第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6集电极C6同接三相电机的C相，六个N沟道绝缘栅双极晶体管VI，V2，V3，V4，V5,V6的集电极与发射极两端分别引出电流采样端，通过集电极与发射极两端分别引出电流采样端对相应的N沟道绝缘栅双极晶体管的电流回路进行电流采样。
利用实施例二的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路进行电流采样的方法是，6个N沟道绝缘栅双极晶体管按顺序循环导通，控制三相电机M ;当第一 N沟道绝缘栅双极晶体管VI、第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6导通时，电流从电源正极VDD —第一 N沟道绝缘栅双极晶体管Vl的集电极Cl、发射极El —三相电机A相绕组一三相电机C相绕组一第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6的集电极C6、发射极E6 —电源负VSS ;第一 N沟道绝缘栅双极晶体管Vl的集电极Cl、发射极El之间、或者第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6的集电极C6、发射极E6之间通过的电流，就是电机的电流；通过第
一N沟道绝缘栅双极晶体管Vl的集电极Cl、发射极El引出的电流采样端，采样第一 N沟道绝缘栅双极晶体管Vl的集电极与发射极两端的电压差Ul ;或者通过第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6的集电极C6、发射极E6引出的电流采样端，采样第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6的集电极与发射极两端的电压差U6 ;然后，计算得到第一 N沟道绝缘栅双极晶体管Vl的电流回路的采样电流II，I1=U1/R1, Rl为第一 N沟道绝缘栅双极晶体管Vl的集电极Cl与发射极El之间的导通内阻，或者计算得到第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6的电流回路的采样电流16，I6=U6/R6,R6为第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6的集电极C6与发射极E6之间的导通内阻，当第一 N沟道绝缘栅双极晶体管VI、第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6导通时电机的电流即为第一 N沟道绝缘栅双极晶体管Vl的电流回路的采样电流Il或者第六N沟道绝缘栅双极晶体管V6的电流回路的采样电流16 ；当第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2、第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4导通时，电流从电源正极VDD —第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2的集电极C2、发射极E2 —三相电机B相绕组一三相电机A相绕组一第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4的集电极C4、发射极E4 —电源负VSS ;第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2的集电极C2、发射极E2之间、或者第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4的集电极C4、发射极E4之间通过的电流，就是电机的电流；通过第
二N沟道绝缘栅双极晶体管V2的集电极C2、发射极E2引出的电流采样端，采样第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2的集电极与发射极两端的电压差U2 ;或者通过第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4的集电极C4、发射极E4引出的电流采样端，采样第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4的集电极与发射极两端的电压差U4 ;然后，计算得到第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2的电流回路的采样电流12，I2=U2/R2, R2为第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2的集电极C2与发射极E2之间的导通内阻，或者计算得到第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4的电流回路的采样电流14，I4=U4/R4, R4为第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4的集电极C4与发射极E4之间的导通内阻，当第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2、第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4导通时电机的电流即为第二 N沟道绝缘栅双极晶体管V2的电流回路的采样电流12或者第四N沟道绝缘栅双极晶体管V4的电流回路的采样电流14 ；当第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3、第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5导通时，电流从电源正极VDD —第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3的集电极C3、发射极E3 —三相电机C相绕组一三相电机A相绕组一第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5的集电极C5、发射极E5 —电源负VSS ;第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3的集电极C3、发射极E3之间、或者第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5的集电极C5、发射极E5之间通过的电流，就是电机的电流；通过第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3的集电极C3、发射极E3引出的电流采样端，采样第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3的集电极与发射极两端的电压差U3 ;或者通过第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5的集电极C5、发射极E5引出的电流采样端，采样第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5的集电极与发射极两端的电压差U5 ;然后，计算得到第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3的电流回路的采样电流13，I3=U3/R3, R3为第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3的集电极C3与发射极E3之间的导通内阻，或者计算得到第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5的电流回路的采样电流15，I5=U5/R5,R5为第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5的集电极C5与发射极E5之间的导通内阻，当第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3、第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5导通时电机的电流即为第三N沟道绝缘栅双极晶体管V3的电流回路的采样电流13或者第五N沟道绝缘栅双极晶体管V5的电流回路的采样电流15 ；其他管导通方式，同理也可以采样到电机的电流。实施例三基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，如图4所示，包括第一 N沟道功率场效应管Vl、第二 N沟道功率场效应管V2、第三N沟道功率场效应管V3、第四N沟道功率场效应管V4、第五N沟道功率场效应管V5、第六N沟道功率场效应管V6，第一 N沟道功率场效应管Vl的漏极Dl、第二 N沟道功率场效应管V2的漏极D2及第三N沟道功率场效应管V3的漏极D3接电源正VDD，第四N沟道功率场效应管V4的源极S4、第五N沟道功率场效应管V5的源极S5及第六N沟道功率场效应管V6的源极S6接电源负VSS，第一 N沟道功率场效应管Vl的源极SI、第四N沟道功率场效应管V4的漏极D4同接三相电机M的A相，第二 N沟道功率场效应管V2的源极S2、第五N沟道功率场效应管V5的漏极D5同接三相电机的B相，第三N沟道功率场效应管V3的源极S3、第六N沟道功率场效应管V6的漏极D6同接三相电机的C相，六个N沟道功率场效应管V1，V2，V3，V4，V5，V6的漏极与源极两端分别引出电流采样端，通过漏极与源极两端分别引出电流采样端对相应的N沟道功率场效应管的电流回路进行电流采样。利用实施例三的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路进行电流采样的方法是，6个N沟道功率场效应管按顺序循环导通，控制三相电机M ;当第一 N沟道功率场效应管VI、第六N沟道功率场效应管V6导通时，电流从电源正极VDD —第一 N沟道功率场效应管Vl的漏极D1、源极SI —三相电机A相绕组一三相电 机C相绕组一第六N沟道功率场效应管V6的漏极D6、源极S6 —电源负VSS ;第一 N沟道功率场效应管Vl的漏极D1、源极SI之间、或者第六N沟道功率场效应管V6的漏极D1、源极SI之间通过的电流，就是电机的电流；通过第一 N沟道功率场效应管Vl的漏极D1、源极SI引出的电流采样端，采样第一 N沟道功率场效应管Vl的漏极与源极两端的电压差Ul ;或者通过第六N沟道功率场效应管V6的漏极D6、源极S6引出的电流采样端，采样第六N沟道功率场效应管V6的漏极与源极两端的电压差U6 ;然后，计算得到第一 N沟道功率场效应管Vl的电流回路的采样电流II，I1=U1/R1，R1为第一 N沟道功率场效应管Vl的漏极Dl与源极SI之间的导通内阻，或者计算得到第六N沟道功率场效应管V6的电流回路的采样电流16，I6=U6/R6, R6为第六N沟道功率场效应管V6的漏极D6与源极S6之间的导通内阻，当第一 N沟道功率场效应管Vl、第六N沟道功率场效应管V6导通时电机的电流即为第一 N沟道功率场效应管Vl的电流回路的采样电流Il或者第六N沟道功率场效应管V6的电流回路的采样电流16 ；当第二 N沟道功率场效应管V2、第四N沟道功率场效应管V4导通时，电流从电源正极VDD —第二 N沟道功率场效应管V2的漏极D2、源极S2 —三相电机B相绕组一三相电机A相绕组一第四N沟道功率场效应管V4的漏极D4、源极S4 —电源负VSS ;第二 N沟道功率场效应管V2的漏极D2、源极S2之间、或者第四N沟道功率场效应管V4的漏极D4、源极 S4之间通过的电流，就是电机的电流；通过第二 N沟道功率场效应管V2的漏极D2、源极S2引出的电流采样端，采样第二 N沟道功率场效应管V2的漏极与源极两端的电压差U2 ;或者通过第四N沟道功率场效应管V4的漏极D4、源极S4引出的电流采样端，采样第四N沟道功率场效应管V4的漏极与源极两端的电压差U4 ;然后，计算得到第二 N沟道功率场效应管V2的电流回路的采样电流12，I2=U2/R2，R2为第二 N沟道功率场效应管V2的漏极D2与源极S2之间的导通内阻，或者计算得到第四N沟道功率场效应管V4的电流回路的采样电流14，I4=U4/R4, R4为第四N沟道功率场效应管V4的漏极D4与源极S4之间的导通内阻，当第二 N沟道功率场效应管V2、第四N沟道功率场效应管V4导通时电机的电流即为第二 N沟道功率场效应管V2的电流回路的采样电流12或者第四N沟道功率场效应管V4的电流回路的采样电流14 ；当第三N沟道功率场效应管V3、第五N沟道功率场效应管V5导通时，电流从电源正极VDD —第三N沟道功率场效应管V3的漏极D3、源极S3 —三相电机C相绕组一三相电机B相绕组一第五N沟道功率场效应管V5的漏极D5、源极S5 —电源负VSS ;第三N沟道功率场效应管V3的漏极D3、源极S3之间、或者第五N沟道功率场效应管V5的漏极D5、源极S5之间通过的电流，就是电机的电流；通过第三N沟道功率场效应管V3的漏极D3、源极S3引出的电流采样端，采样第三N沟道功率场效应管V3的漏极与源极两端的电压差U3 ;或者通过第五N沟道功率场效应管V5的漏极D5、源极S5引出的电流采样端，采样第五N沟道功率场效应管V5的漏极与源极两端的电压差U5 ;然后，计算得到第三N沟道功率场效应管V3的电流回路的采样电流13，I3=U3/R3，R3为第三N沟道功率场效应管V3的漏极D3与源极S3之间的导通内阻，或者计算得到第五N沟道功率场效应管V5的电流回路的采样电流15，I5=U5/R5, R5为第五N沟道功率场效应管V5的漏极D5与源极S5之间的导通内阻，当第三N沟道功率场效应管V3、第五N沟道功率场效应管V5导通时电机的电流即为第三N沟道功率场效应管V3的电流回路的采样电流13或者第五N沟道功率场效应管V5的电流回路的采样电流15 ；
其他管导通方式，同理也可以采样到电机的电流。本发明的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路及其电流采样方法，既不用电流互感器采样，也不用外加功率电阻采样，而是利用控制系统内的功率半导体器件固有的特性，因为这些功率半导体器件导通时，有导通内阻，本发明把功率半导体器件导通内阻作为一个采样体，通过采集功率器件导通内阻两端的电压，来得到电流采样。本发明的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路 及其电流采样方法，把控制系统内的已有功率半导体器件复用为一个电流采样体，不用增加电流互感器和功率电阻等额外器件，降低了成本，减小了体积，功耗低，电流控制范围广，便于批量生产，性能非常稳定。本发明的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路及其电流采样方法，不仅实用三相电机控制，同时也适用单相和多相电机电流控制，还能用于太阳能逆变、风能、变流器、变频器等的电流控制。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，包括一个或多个功率半导体器件，其特征在于， 从功率半导体器件的集电极与发射极两端，或者漏极与源极两端，或者阳极与阴极两端引出电流采样端，通过电流采样端对相应的功率半导体器件的电流回路进行电流采样。
2.根据权利要求I所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，其特征在于，所述功率半导体器件是功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管、集成门极换流晶闸管或对称门极换流晶闸管。
3.根据权利要求I所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，其特征在于，所述功率半导体器件是绝缘栅双极晶体管，从绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极两端，引出电流采样端。
4.根据权利要求I所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，其特征在 于，所述功率半导体器件是功率场效应管，从功率场效应管的漏极与源极两端，引出电流采样端。
5.根据权利要求I或3所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，其特征在于， 控制系统包括第一 N沟道绝缘栅双极晶体管、第二 N沟道绝缘栅双极晶体管、第三N沟道绝缘栅双极晶体管、第四N沟道绝缘栅双极晶体管、第五N沟道绝缘栅双极晶体管、第六N沟道绝缘栅双极晶体管，第一 N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极、第二 N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极及第三N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极接电源正，第四N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极、第五N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极及第六N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极接电源负，第一 N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极、第四N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极同接三相电机的A相，第二 N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极、第五N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极同接三相电机的B相，第三N沟道绝缘栅双极晶体管的发射极、第六N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极同接三相电机的C相，各个N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极两端分别引出电流采样端，通过集电极与发射极两端分别引出电流采样端对相应的N沟道绝缘栅双极晶体管的电流回路进行电流采样。
6.根据权利要求I或4所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，其特征在于， 控制系统包括第一 N沟道功率场效应管、第二 N沟道功率场效应管、第三N沟道功率场效应管、第四N沟道功率场效应管、第五N沟道功率场效应管、第六N沟道功率场效应管，第一 N沟道功率场效应管的漏极、第二 N沟道功率场效应管的漏极及第三N沟道功率场效应管的漏极接电源正，第四N沟道功率场效应管的源极、第五N沟道功率场效应管的源极及第六N沟道功率场效应管的源极接电源负，第一N沟道功率场效应管的源极、第四N沟道功率场效应管的漏极同接三相电机的A相，第二 N沟道功率场效应管的源极、第五N沟道功率场效应管的漏极同接三相电机的B相，第三N沟道功率场效应管的源极、第六N沟道功率场效应管的漏极同接三相电机的C相，各个N沟道功率场效应管的漏极与源极两端分别引出电流采样端，通过漏极与源极两端分别引出电流采样端对相应的N沟道功率场效应管的电流回路进行电流采样。
7.利用权利要求I到4任一项所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路进行电流采样的方法，其特征在于， 在该控制系统中一功率半导体器件导通时，通过该功率半导体器件的集电极与发射极两端，或者漏极与源极两端引出的电流采样端，采样该功率半导体器件的集电极与发射极两端，或者漏极与源极两端的电压差U ； 然后，计算得到该功率半导体器件的电流回路的采样电流I，I=u/R, R为该功率半导体器件的集电极与发射极之间，或者漏极与源极之间的导通内阻。
8.利用权利要求5所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路进行电流采样的方法，其特征在于，6个N沟道绝缘栅双极晶体管按顺序循环导通，控制三相电机； 当第一 N沟道绝缘栅双极晶体管、第六N沟道绝缘栅双极晶体管导通时，通过第一或第六N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极、发射极引出的电流采样端，采样第一或第六N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极两端的电压差；然后，用该电压差除以相应N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极之间的导通内阻，得到第一或第六N沟道绝缘栅双极晶体管的电流回路的采样电流，作为此时电机的电流； 当第二 N沟道绝缘栅双极晶体管、第四N沟道绝缘栅双极晶体管导通时，通过第二或第四N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极、发射极引出的电流采样端，采样第二或第四N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极两端的电压差；然后，用该电压差除以相应N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极之间的导通内阻，得到第二或第四N沟道绝缘栅双极晶体管的电流回路的采样电流，作为此时电机的电流； 当第三N沟道绝缘栅双极晶体管、第五N沟道绝缘栅双极晶体管导通时，通过第三或第五N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极、发射极引出的电流采样端，采样第三或第五N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极两端的电压差；然后，用该电压差除以相应N沟道绝缘栅双极晶体管的集电极与发射极之间的导通内阻，得到第三或第五N沟道绝缘栅双极晶体管的电流回路的采样电流，作为此时电机的电流。
9.利用权利要求6所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路进行电流采样的方法，其特征在于，6个N沟道功率场效应管按顺序循环导通，控制三相电机； 当第一 N沟道功率场效应管、第六N沟道功率场效应管导通时，通过第一或第六N沟道功率场效应管的漏极、源极引出的电流采样端，采样第一或第六N沟道功率场效应管的漏极与源极两端的电压差；然后，用该电压差除以相应N沟道功率场效应管的漏极与源极之间的导通内阻，得到第一或第六N沟道功率场效应管的电流回路的采样电流，作为此时电机的电流； 当第二 N沟道功率场效应管、第四N沟道功率场效应管导通时，通过第二或第四N沟道功率场效应管的漏极、源极引出的电流采样端，采样第二或第四N沟道功率场效应管的漏极与源极两端的电压差；然后，用该电压差除以相应N沟道功率场效应管的漏极与源极之间的导通内阻，得到第二或第四N沟道功率场效应管的电流回路的采样电流，作为此时电机的电流； 当第三N沟道功率场效应管、第五N沟道功率场效应管导通时，通过第三或第五N沟道功率场效应管的漏极、源极引出的电流采样端，采样第三或第五N沟道功率场效应管的漏极与源极两端的电压差；然后，用该电压差除以相应N沟道功率场效应管的漏极与源极之间的导通内阻，得到第三或第五N沟道功率场效应管的电流回路的采样电流，作为此时电机的 电流。
全文摘要
本发明公开了一种基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路，其包括一个或多个功率半导体器件，从功率半导体器件的集电极与发射极两端，或者漏极与源极两端，或者阳极与阴极两端，引出电流采样端，通过电流采样端对相应的功率半导体器件的电流回路进行电流采样。本发明还提供给了利用所述的基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路进行电流采样的方法。本发明，能降低基于功率半导体器件的控制系统的电流采样电路的成本、体积、功耗。
文档编号G01R19/00GK102707120SQ20121016277
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者樊荣 申请人:上海力信新能源技术有限公司