[发明专利]测量阻性结构电阻的方法和系统

说明书

本发明公开了用于测量阻性结构的电阻的方法和系统，所述阻性结构具有至少三个节点。通过测量没有校准电流注入到阻性结构的第一和第二节点之间的第三结点时电阻结构的一个输出端上的电压来确定第一校准信号。然后向第三节点注入校准电流，以及确定第二校准信号。确定第一校准信号和第二校准信号之间的差的绝对值，该绝对值与阻性结构的电阻值和校准电流的乘积成比例。

技术领域

本公开总体上涉及电子技术，更具体地涉及阻性结构的校正。

背景技术

近年来人们一直努力改善测量阻性结构电阻的方法和电路。关于阻性结构的电阻值的信息对于许多应用而言都是有用的，其中包括电流的精确测量。适用于精确输出电流测量的离散电流感测电阻器通常具有几个要求。例如，这样的电流感测电阻器可能要求足够低的制造公差，长期的稳定性，低温度系数，和/或其他限制。随着规格变得更加苛刻，系统的组件成本和复杂度会提升。

一些已知的方法通过在系统运行期间提供对电流感测电阻器的某一形式的测量和/或校正来适应不那么苛刻的规格(从而降低成本)。

存在多种用于在不中断系统运行的期间校正阻性结构的方法。例如，在第一种方法中，测量阻性结构的温度，然后通过使用所测量的温度和阻性材料的已知温度系数来对温度漂移进行补偿。例如，属于Kung的美国专利No.4,591,743就属于该种方法。

第二种方法，有时被称作“DCR感测”，使用开关模式功率转换器的电感器的寄生电阻。例如，属于Tateishi的美国专利No.6,469,481属于该种方法。

第三种方法在阻性结构的一端周期性地注入预定测试或校正电流，并通过欧姆定律确定它的电阻值。例如，属于Desai等的美国专利No.7,536，577属于该种方法。

第四种方法推导出电流感测电阻器一个输出端的电阻值。例如，所述电阻值可由输入端的精密电流感测电阻器从一个DC/DC转换器的开关系数和所测量的输入到此DC/DC转换器的电流中推导出。例如，在G.Eirea和S.R.Sanders的High Precision Load CurrentSensing Using On-Line Calibration of Trace Resistance,IEEE Transactions onPower Electronics,pages 907to 914(Vol.23,Issue 2,March 2008),(“Eirea andSanders.”)中对该种方法进行了描述。

前述的现有技术方法有几个缺点。例如，第一种方法不能通过简单地测量温度来补偿制造公差。从而，可能导致不同的初始电阻测量值和电阻的温度系数。通常，通过在包括阻性结构的系统或子系统的制造过程结束时利用已知测试电流进行一次校正来适应不同的初始电阻。

确定阻性结构的一个或多个温度系数的过程非常昂贵。例如，至少在两个不同的温度向阻性结构施加已知的测试电流。为了稳定性而确定温度变化所造成的测试设备花销和时间，使得这种为每个阻性结构单独地确定温度系数(“tempco”)的方法对于大多数应用而言都是不切实际的。通常，有必要通过使用从每个批次的几个样本中获得的逐批次的温度系数，对温度补偿进行折衷。更糟的是，可能使用到的温度系数是通过早期原型的单个实验室表征得到的。上述方法经常会导致电路温度性能较差。

第一种方法的另一个缺点是不能检测并补偿电阻的长期漂移。依据系数(如，阻性结构的材料，它的机械结构，以及环境影响)，电阻可能每运行1000小时就变化几个百分点。对于典型的电流感测电阻器，这种长期漂移效应在更高温度下更加明显。一种典型的补救措施(除了指定拥有更好稳定性的更加昂贵的电阻器以外)是定期校正，这种做法通常会增加拥有的成本。此外，对于这种方法，将意味着系统运行的周期性悬挂。