[发明专利]功率半导体布置中的电流测量

说明书

本公开涉及功率半导体布置中的电流测量。一种半导体布置可以包括具有控制路径和受控路径的多个半导体元件，受控路径具有可控的导电率并且与彼此并联连接。该半导体布置还包括被配置为测量受控路径中存在的电流的电流强度并提供表示所测量的电流强度的总和的信号的电流评估电路，以及被连接至控制路径并被配置为根据输入信号和表示电流强度的总和的信号控制受控路径的导电率的控制电路，其中如果表示电流强度的总和的信号低于阈值，则至少一个受控路径被控制以具有最低的导电率。

技术领域

本公开涉及具有电流测量电路的功率半导体布置以及用于测量功率半导体布置中的电流的方法。

背景技术

诸如功率晶体管之类的功率半导体被广泛用于在汽车或工业应用中切换电流。例如，功率晶体管可以应用于任何种类的开关式电源中、应用于用于驱动诸如灯、感应阀或电机之类的负载的驱动电路中以及应用于逆变器中等等。为了调整通过负载的电流或者简单地检测过载情况，期望在许多应用中测量流过晶体管的电流。

已知用于测量通过晶体管的负载电流的不同的构思。其中，这些构思包括使用霍尔传感器、使用感应电流传感器或将分流电阻器与晶体管的负载路径串联并测量跨电阻器的电压。

功率半导体通常包括并联连接的多个相同的半导体元件(诸如晶体管单元)。根据又一构思，这些晶体管单元中的至少一个(感测单元)用于测量通过晶体管的其他晶体管单元(负载单元)的电流。在与负载单元相同的操作点中操作感测单元(但是仅测量通过感测单元的电流)，使得通过感测单元的电流与通过负载单元的整体负载电流成比例。比例因数是感测单元的数量与负载单元的数量之间的比率。

需要在具有低测量损耗的情况下精确地测量通过功率晶体管的电流。

发明内容

一种半导体布置包括具有控制路径和受控路径的多个半导体元件，受控路径具有可控的导电率并且彼此并联连接。电流评估电路被配置为测量受控路径中存在的电流的强度并提供表示测量的电流强度的总和的信号。控制电路被连接至控制路径并且被配置为根据输入信号和表示电流强度的总和的信号控制受控路径的导电率，其中如果表示电流强度的总和的信号低于阈值，则至少一个受控路径被控制以具有最低的导电率。

另一种半导体布置包括具有控制路径和受控路径的半导体元件，受控路径具有可控的导电率。电流评估电路被配置为测量受控路径中存在的电流的强度并提供表示测量的电流强度的信号，其中电流评估电路包括提供电阻并与受控路径串联连接的至少一个分流电阻器，并且其中跨至少一个分流电阻器的电压表示受控路径中存在的电流。电流评估电路评估跨至少一个分流电阻器的电压，并且控制电路被配置为根据表示电流强度的信号控制由至少一个分流电阻器所提供的电阻。

一种方法被配置为测量通过半导体布置的电流，半导体布置包括具有控制路径和受控路径的多个半导体元件。受控路径具有可控的导电率并且彼此并联连接。该方法包括测量受控路径中存在的电流的强度以及提供表示测量的电流强度的总和的信号。该方法进一步包括根据输入信号和表示电流强度的总和的信号控制受控路径的导电率，其中如果表示电流强度的总和的信号低于阈值，则至少一个受控路径被控制以具有最低的导电率。

另一种方法被配置为测量通过半导体布置的电流，半导体布置包括具有控制路径和受控路径的半导体元件。受控路径具有可控的导电率，其中至少一个分流电阻器提供电阻并且与受控路径串联连接。跨至少一个分流电阻器的电压表示受控路径中存在的电流。该方法包括通过评估跨至少一个分流电阻器的电压测量受控路径中存在的电流的强度并提供表示测量的电流强度的总和的信号，以及根据表示电流强度的信号控制由至少一个分流电阻器提供的电阻。

附图说明

图1是用于切换通过负载的电流的功率半导体布置的示意图。

图2是用于利用多单元p沟道负载晶体管、驱动控制电路和测量电路对通过负载的电流进行高侧切换的功率半导体布置的示意图。