[发明专利]一种嵌入式复合型传感器

摘要

本发明公开了一种嵌入式复合型传感器，包括电压、电流、温度传感器，MCU单片机，功率半导体芯片,传感器嵌入功率半导体芯片中，电压感应探头紧贴于芯片输入端，电流传感器套入芯片输入端，温度传感器紧靠芯片,传感器和MCU单片机复合于安装基片上,功率半导体芯片安装于散热基板上；包括电压传感、电流传感、温度传感和MCU单片机电路，全部复合于安装基片上形成完整复合体。本发明从功率半导体芯片部位得到电流、电压、温度控制信号，通过内置MCU单片机处理后反馈到控制中心，能对功率半导体功能模块控制的用电器具工作状态进行处理，保护用电器具与负载安全，克服了现有功率半导体器件无数据输入输出功能的缺陷。

主权项

1.一种嵌入式复合型传感器，其特征在于，包括：电压、电流、温度传感器，MCU单片机，功率半导体芯片；所述电压、电流、温度传感器一端嵌入功率半导体芯片中，另一端，电压感应探头紧贴于功率半导体芯片输入端，电流传感器套入功率半导体芯片输入端，温度传感器紧靠功率半导体芯片；所述电压、电流、温度传感器和所述MCU单片机复合设置于一块安装基片上，所述安装基片设置在功率半导体芯片上，所述功率半导体芯片安装于功率半导体芯片散热基板上；所述温度传感获得功率半导体芯片的工作温度，所述电压、电流传感器获得动态与静态的工作信息；电路包括电压传感、电流传感、温度传感和MCU单片机四部分电路，全部复合于安装基片之上形成一个完整复合体；电压传感、电流传感、温度传感同步向MCU单片机输出从功率半导体芯片所感应到的电压信号、电流信号、温度信号；MCU单片机通过所设定程序分析判定，对内发出工作控制指令，对外传输即时工作电流、电压、温度的信息；电压传感电路部分包括虚拟电容(C1)、电容(C2)、电阻(R1)，其中，虚拟电容(C1)由电压感应探头紧贴于功率半导体器件输入端形成，电容(C2)、电阻(R1)是MOSFET管Q1的G脚快速释放，快速测得动态电压，在电源(VCC)作用下MOSFET管Q1线性放大，在电阻(R2)处输出一个电压信号(V1)到MCU单片机(U1)；电流传感电路部分包括电流传感器(L1)、电阻(R3)、电阻(R4)，其中，环形电流传感器(L1)套入功率半导体器件输入端，当通过工作电流时在环形电流传感器(L1)上感应出一个相比例电压，通过电阻(R3)、电阻(R4)分压，输出电流信号(V2)到MCU单片机(U1)，输出(VP2)直接触发短路保护电路；温度传感电路部分直接用温度传感器(U2)接近功率半导体芯片，输出温度信号(V3)到MCU单片机(U1)；MCU单片机(U1)按设定程序对信号进行复合运算处理；所述MCU单片机设有外部数据通信接口，通过有线或无线的数据传输方式，接收外部控制信号，反馈内部数据至外部设备，实现双向通信功能。