[发明专利]电流测量电路

权利要求书

1.一种电流测量电路，用于提供对第一端子和第二端子之间的电流加以表示的电流信号，所述电流测量电路包括：

主晶体管，具有主漏极、主源极和主栅极，其中主漏极和主源极限定了主漏极-源极路径，主漏极与第一端子相连，主源极与第二端子相连，并且主栅极与第一控制端子相连；

感测晶体管，具有感测漏极、感测源极和感测栅极，其中感测漏极和感测源极限定了感测漏极-源极路径，感测漏极与第一端子相连，并且感测栅极与第一控制端子相连；

旁路开关，具有：

可控导电路径，在第一端子和第二端子之间与主晶体管的主漏极-源极路径并联连接；以及

第二控制端子，用于使能或阻止电流通过可控导电路径；

输出放大器，具有：

输入端，与感测晶体管的感测源极和旁路开关的可控导电路径两者相连；以及

输出端，用于提供电流信号；以及

控制器，配置为根据电流信号来设置第一控制端子的第一控制信号以及第二控制端子的第二控制信号，以便使能电流通过：

主晶体管和感测晶体管的每一个相应漏极-源极路径；或者

旁路开关的可控导电路径；

其中控制器配置为：

如果使能电流通过可控导电路径，则当电流信号大于第二阈值时，设置第一控制信号以便使能电流通过主晶体管和感测晶体管的每一个相应漏极-源极路径，并且设置第二控制信号以便阻止电流通过旁路开关的可控导电路径；以及

如果使能电流通过主晶体管和感测晶体管的每一个相应漏极-源极路径，则当电流信号小于第一阈值时，设置第一控制信号以便阻止电流通过主晶体管和感测晶体管的每一个相应漏极-源极路径，并且设置第二控制信号以便使能电流通过旁路开关的可控导电路径。

2.根据权利要求1所述的电流测量电路，其中控制器配置为：

如果使能电流通过主晶体管和感测晶体管的每一个相应漏极-源极路径，则当电流信号超过第三阈值时，设置第一控制信号以便阻止电流通过主晶体管和感测晶体管的每一个相应漏极-源极路径，并且设置第二控制信号以便阻止电流通过旁路开关的可控导电路径。

3.根据权利要求2所述的电流测量电路，其中控制器配置为：在已经超过第三阈值的情况下，响应于用户输入或者在预定的时间间隔之后，设置第一控制信号以便使能电流通过旁路开关的可控导电路径和主晶体管和感测晶体管的每一个相应漏极-源极路径。

4.根据权利要求1所述的电流测量电路，其中主晶体管的漏极面积至少比感测晶体管的漏极面积大一个数量级，其中感测比定义为主晶体管的漏极面积与感测晶体管的漏极面积之比。

5.根据权利要求4所述的电流测量电路，其中第一阈值近似等于第二阈值除以感测比。

6.根据权利要求1所述的电流测量电路，其中主晶体管和感测晶体管设置在相同的管芯上。

7.根据权利要求6所述的电流测量电路，其中主晶体管和感测晶体管由电流感测晶体管构成。

8.根据权利要求1所述的电流测量电路，包括：感测电阻器，配置为接收流过感测晶体管的漏极-源极路径的电流或流过旁路开关的电流，并且其中输出放大器是配置为对感测电阻器两端的电压进行放大的电压放大器。

9.根据权利要求8所述的电流测量电路，其中感测电阻器具有第一连接和第二连接，其中第一连接与旁路开关以及感测晶体管的感测源极相连，并且第二连接与第二端子相连。

10.根据权利要求9所述的电流测量电路，还包括：

具有可控导电路径的控制开关，可控导电路径串联地设置在感测晶体管的感测源极和感测电阻器的第一连接之间；以及

电压设置电路，配置为根据主晶体管的源极电压来设置感测晶体管的源极电压；

其中控制开关包括控制端子，并且电压设置电路包括差分放大器，所述差分放大器具有与主晶体管的源极相连的反相输入端、与感测晶体管的源极相连的非反相输入端以及与控制开关的控制端子相连的输出端。

11.根据权利要求1所述的电流测量电路，其中输出放大器是电流放大器。

12.根据权利要求1所述的电流测量电路，其中输出放大器是单一的模拟放大器。