[发明专利]电流传感器、逆变器电路以及具有其的半导体器件

权利要求书

1.一种用于检测连接到负载的电流路径中的电流的电流传感器，所述电流传感器包括：

位于所述电流路径中并且导通和截止以控制所述电流的功率元件（111a-111f），在所述功率元件（111a-111f）导通时，所述电流沿正向方向流经所述功率元件（111a-111f）；

位于所述电流路径中并且与所述功率元件（111a-111f）反并联连接的续流二极管（112a-112f），在所述功率元件（111a-111f）由导通变为截止时，所述电流沿反向方向流经所述续流二极管（112a-112f）；

第一感测单元（111bs，111ds，111fs），连接到所述功率元件（111a-111f）以使得流经所述第一感测单元（111bs，111ds，111fs）的电流与流经所述功率元件（111a-111f）的电流成比例；

与所述第一感测单元（111bs，111ds，111fs）串联连接的第一感测电阻器（Rs1）；

第二感测单元（112bs，112ds，112fs），连接到所述续流二极管（112a-112f）以使得流经所述第二感测单元（112bs，112ds，112fs）的电流与流经所述续流二极管（112a-112f）的电流成比例；以及

与所述第二感测单元（112bs，112ds，112fs）串联连接的第二感测电阻器（Rs2）。

2.根据权利要求1所述的电流传感器，其中：

基于所述第一感测电阻器（Rs1）两端的第一电压（V1）和所述第二感测电阻器（Rs2）两端的第二电压（V2）来检测所述电流的绝对值和方向。

3.根据权利要求2所述的电流传感器，其中：

在所述第一电压（V1）为正并且所述第二电压（V2）为零时，基于所述第一电压（V1）来检测所述绝对值，并且将所述方向检测为所述正向方向，并且

在所述第一电压（V1）为零并且所述第二电压（V2）为负时，基于所述第二电压（V2）来检测所述绝对值，并且将所述方向检测为所述反向方向。

4.一种逆变器电路，包括：

权利要求20限定的电流传感器；

多个顶部开关（110a，110c，110e），每一个顶部开关具有所述功率元件和所述续流二极管；以及

多个底部开关（110b，110d，110f），每一个底部开关具有所述功率元件和所述续流二极管；其中，

所述多个顶部开关中的每一个顶部开关连接到所述多个底部开关中的相应一个底部开关以形成用于将所述电流转换为交流电流的多个相脚，并且

向所述多个顶部开关（110a，110c，110e）或者向所述多个底部开关（110b，110d，110f）提供所述第一感测单元（111bs，111ds，111fs）、所述第一感测电阻器（Rs1）、所述第二感测单元（112bs，112ds，112fs）、以及所述第二感测电阻器（Rs2）。

5.根据权利要求4所述的逆变器电路，其中：

仅向所述多个底部开关（110b，110d，110f）提供所述第一感测单元（111bs，111ds，111fs）、所述第一感测电阻器（Rs1）、所述第二感测单元（112bs，112ds，112fs）、以及所述第二感测电阻器（Rs2）。

6.根据权利要求4所述的逆变器电路，其中：

所述电流传感器、所述多个顶部开关（110a，110c，110e）和所述多个底部开关（110b，110d，110f）集成在公共的半导体衬底（131）中并且实现为单个芯片。

7.根据权利要求4所述的逆变器电路，还包括：

电源转换器（108），包括输出晶体管（320）并且通过使所述输出晶体管（320）导通和截止控制充电到基准电压生成器（321）的电压以生成预定电压（Vcc）；

控制电路（106），配置为通过使用所述预定电压（Vcc）使所述功率元件导通和截止；

电流极性检测器（240），配置为通过在第一时刻检测所述电流的极性来检测所述电流的相位；

电压极性检测器（250），配置为通过在第二时刻检测所述电流的所述极性的改变来检测感应电压的相位，在所述功率元件导通和截止时产生所述感应电压；以及

切换停止电路（335），配置为防止所述输出晶体管（320）在所述第一时刻和所述第二时刻导通和截止，其中，

所述控制电路（106）基于所检测的所述电流和所述感应电压的相位使所述功率元件导通和截止，以使得所述电流和所述感应电压同相。