[发明专利]使用低侧桥式FET的RDSON的波形电流监测器

说明书

相关申请交叉参照

本申请是2008年10月9日提交的题为“使用低侧桥式FET的RDSON(漏源导通电阻)的波形电流监测器(WAVEFORM CURRENT MONITOR USING RDSON OF LOW-SIDE BRIDGE FET)”的美国专利申请No.12/248,355(INTS-28,902)的PCT申请，该申请No.12/248,355要求2008年2月15日提交的题为“使用低侧桥式FET的RDSON的波形电流监测器(WAVEFORM CURRENT MONITOR USING RDSON OF LOW-SIDE BRIDGE FET)”的美国专利申请S/N.61/029,145(代理人案卷号INTS-28,802)的优先权，该申请通过引用结合于此。

技术领域

本申请涉及波形电流监测器，更具体地涉及使用低侧FET的RDSon电压的波形电流监测器。

背景技术

当操作H型桥式或三相桥式电机驱动电路时，需要能重构电机电流的电流波形和相位，以获得具有直流(DC)偏置的交流(AC)信号。H型桥式电机驱动电路和三相桥式电机驱动电路是用于驱动电机的电路结构，这些电路结构将两个高侧开关和两个低侧开关的组合用于全桥式结构，且将三个高侧开关和三个低侧开关的组合用于三相桥式结构。当操作H型桥式或三相桥式电机电路时，需要能重构电机电流的电流波形和相位。用于监测这些类型的电路中的电流的现有方法涉及从开关功率FET的“导通(on)”周期的前沿和后沿样本创建瞬时平均电流。需要这些设计的改进方法，在改进方法中，可既在开关功率FET的“导通”周期期间又在开关循环的“截止(off)”周期期间确定瞬时平均电流。因此，将需要能在开关循环的“导通”和“截止”周期期间实现电流监测的电路系统。

发明内容

如本文中所公开和描述的本发明在一个方面中包括一种用于监测包括至少高侧和低侧开关晶体管的电机驱动电路的电流的装置。该装置包括用于驱动低侧开关晶体管的栅极的驱动电路。第一电路系统测量该低侧开关晶体管两端的漏源电压，并响应于该测量产生输出电压。第二电路系统具有第一工作状态，用于当低侧开关晶体管导通时对第一电路系统的电压输出取样。第二电路系统进一步包括第二工作状态，用于当低侧开关晶体管截止时对第一电路系统的电压输出取样。开关晶体管响应于所取样的电压输出产生监测输出电流。

附图说明

为了更全面地理解，现参考以下结合附图进行的描述，在附图中：

图1示出其中可实现本发明的电路系统的H型桥式电机驱动结构；

图2示出其中可实现本发明的电路系统的三相桥式电机驱动电路；

图3示出本发明的电流监测电路系统；

图4示出H型桥式驱动电路的两个电路之间的引脚连接；

图5是描述用于监测电流波形的图3的电路系统的操作的流程图；

图6a-6b示出在单个集成电路芯片中实现的图3的电路系统；以及

图7a-7c示出图3的电路系统使用精密电流电阻器来测量电流而非RDSon。

详细描述

现在参考附图，其中在全部附图中相同的附图标记用来指代相同的元件，说明和描述了使用低侧桥式FET的RDSon的波形电流监测器的各种视图和实施例，还描述了其它可能的实施例。这些附图不一定是按比例绘制的，而且仅为说明目的起见，在某些实例中有几处已将附图放大和/或简化。本领域普通技术人员基于可能实施例的以下示例将可理解许多可能应用和变型。

虽然已经详细描述了优选实施例，但应当理解，可在其中作出各种改变、替换以及变化，而不背离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。

现参照附图，更具体地参照图1，示出了一种H型桥式电机驱动电路的结构，其中可实现本发明的电流监测电路系统。H型桥式驱动电路是使直流电机102能正向和反向运转的电路。H型桥式驱动电路是利用四个开关——高侧开关104a、104b和低侧开关106a、106b来建立的。当高侧开关晶体管104a和低侧开关晶体管106b导通且高侧开关104b和低侧开关106a截止时，将在电机102两端提供正电压以实现正向工作。通过使开关104a和106b截止且使开关104b和106a导通，负电压施加在电机102两端，从而允许电机反向工作。开关104a和106a从不同时接通，以防止在输入电压源上引起短路。该相同规则适用于开关104b和106b。