[发明专利]双向电流传感器

说明书

双向电流传感器电路可以被配置以使用功率调节器输出级的第一晶体管和第二晶体管生成负载电流的缩放版本，所述第二晶体管是所述第一晶体管的镜像或缩放版本。微调电路可以被提供以在电流吸收或电流发起调节下校正增益误差。在一个示例中，双向电流传感器电路可经配置以检测用于操作热电元件的电流信号的极性或幅值。

技术领域

本文件一般涉及，但不是通过限制方式，经配置以提供关于电信号的极性或幅度的信息的电路。

背景技术

电流传感器电路可以包括经设置以检测电流并提供相应输出信号的一个或多个电路元件，诸如输出电压信号。在一个实施例中，电流传感器电路可经配置以提供输出电压信号，该信号正比于检测到的或测量到的电流信号。电流传感器电路可以被优化，以检测电流信号的幅度或频率的不同范围，或在不同环境条件下进行操作。

电流传感器的示例可包括经配置为电流-电压转换器的电阻器。根据欧姆定律V＝IR，电流I通过电阻R产生电压V。因此，电阻器可对电流信号在特定工作范围上提供基本线性的电压响应。包括电阻器以提供电流-电压变换的电流传感器一般地可以便宜、准确，并且可经配置以测量DC或AC电流信号。然而，基于电阻器的电流传感器可消耗显著量的功率，并且可以在电路路径中引入不必要的阻力。

发明内容

本发明人已经认识到，除其他事项外，所要解决的问题可包括电流传感器电路的改进性能。本发明人已经认识到在一些电流传感应用一种需要，以准确地测量双向电流信号并最小化所测量信号的功率消耗。本发明人已经进一步认识到需要一种电流传感器电路，能精确测量从热电冷却或加热设备(TEC)提供或接收的双向电流，诸如提供有关TEC的操作状态的信息。在示例中，TEC可用来提供用于光学装置的热控制，诸如光收发器、光纤放大器或一个或多个其它温度敏感元件。热电冷却或加热设备可根据珀尔帖效应进行操作，诸如把热量从设备的一侧面引到另一侧。在示例中，当横跨TEC的两侧施加的电压为正时，TEC可处于冷却模式，并且当施加的电压为负时，TEC可处于加热模式。

本主题可以帮助提供这些或其它问题的解决方案，诸如使用包括互补输出电路的电流传感器电路。互补输出电路可包括经配置以在输出节点提供或接收负载电流的第一和第二晶体管。在互补输出的第一晶体管可以是第一类型(例如，p型)，并且在互补输出的第二晶体管可以是不同的第二类型(例如，n型)。负载电流可以包括在相应的第一或第二参考节点(例如，V_DD和/或GND)的各自第一或第二电流，例如通过第一或第二晶体管的相应一个。电流传感器电路可以包括耦接于第一参考节点(例如，V_DD)和镜像节点之间的个第一镜像或副本晶体管，以及耦合在镜像节点和第二参考节点之间(如GND)之间的第二镜像或副本晶体管。第一和第二镜像或副本晶体管可以分别是一和第二晶体管的缩放版本。在一个示例中，诸如当在输出节点和镜像节点的电压被驱动至大约相同的电压幅度时，电流传感器电路可以包括经配置以提供信号的缓冲电路，该信号表示负载电流。

在一个示例中，本主题可以通过使用功率转换电路的互补输出级感测负载电流信号幅度或负载电流信号极性而帮助提供上面提到的问题的解决方案。该方法可以包括：驱动第一和第二晶体管，诸如在线性调节器的互补输出级中，以向输出节点提供负载电流。负载电流可以包括从相应的第一或第二参考节点(例如，V_DD和/或GND)通过第一或第二晶体管的相应一个到输出节点的相应第一或第二电流。该方法可以包括：使用分别对应于互补输出级中的所述第一和第二晶体管的第一和第二镜像晶体管而提供第一缩放负载电流信号，并且使用缓冲器电路以维持或提供跨越第一和第二镜像晶体管的至少一个的电压为近似横跨互补输出级中的第一和第二晶体管中相应一个的电压。可以使用缓冲电路提供输出电流信号。在一个示例中，输出电流信号可以包括关于负载电流信号幅度和关于负载电流信号极性的信息。在一个示例中，负载电流信号幅度和极性可以提供关于TEC是否运行在加热或冷却模式的信息。

此概述的目的是提供本专利申请的主题的概述。它并非意在提供本发明的排他性或穷尽的说明。详细的说明是为了提供关于本专利申请的进一步信息。