1 导言
20世纪70年代呈现了世界性的动力危机，电力电子技术完成对电能的高效能改换和操控，其开展为节约动力做出了巨大贡献。在电能传输与转化（包含绿色电源产品）中，怎么削减动力损耗已成为很重要的研讨方向。80年代，新式功率MOS器材和以其为根底的灵活功率集成电路（Smart Power Integrated Circuit，SPIC）跟着微电子技术的前进敏捷开展起来，SPIC把操控集成电路与功率MOS器材做在同一颗芯片上，具有低本钱，高效率，高可靠性等长处，Baliga曾提出SPIC的开展将会引起第2次电子革新。
SPIC集操控逻辑、维护电路、功率器材于一体，如图1所示，在许多范畴如电机驱动器，电子镇流器，DC－DC转化器，功率因数校正器，开关电源等都有运用，并表现出了显着的优势。
因为维护电路集成于器材内，能够大大提高SPIC的可靠性。其间，功率器材的过流维护是非常重要一部分。一般功率器材的电流检测有以下几种办法：
在输出回路中串接电阻此办法长处是电流检测精确，可是因为输出电流很大，则在检测电流上有很大的功率损耗。
RDS检测 此办法运用MOS器材导通时作业于线性区，能够当作有源电阻。此办法虽能够内部集成，可是因为RDS随作业条件和外界环境条件（如温度等）的改变而有很大的检测差错。
在输出回路中参加互感线圈 尽管比串联电阻削减了功率损耗，但也是本钱很高的一种办法。
SenseFET的办法 SenseFET感知电流办法的思维来源于电流镜。比较其他办法有许多优势，如可彻底集成，损耗功耗小，相对精确等，是SPIC中较常运用的办法。
2 SenseFET办法检测电流的作业原理
用SenseFET进行电流检测，便是用SenseFET与功率器材主体（以下称Main FET）并联，图2为此办法的示意图，图中Kelvin线表明考虑了电路中的电流流过金属线形成的电压差的影响［5］。一般SenseFET的宽度远小于MainFET的栅宽，份额越小，功耗越小，可是电流检测精确度也会下降，因而要在功耗和精确度之间取适宜的值，一般取n＝1：1 500，功率MOS是许多单元并联构成，电流彻底依照单元数多少来分配，假如假定Vsense很小，能够疏忽其对SenseFET源极电位S’与Main FET的源极S的电位差，那么在SenseFET上流过的电流可近似为功率器材电流的1/n，用此办法进行电流检测的过流维护电路［6］如图3所示。
图3中Rsense上得到的反映电流改变的电压Vsense，通过扩大得到电压V，再与基准电压进行比较，假如电流超越额定值，维护电路将输出维护信号Protect signal来关断功率器材。
3 影响电流检测精确性的原因剖析
从以上剖析可知，电流感知的精确度直接影响过流维护的输出是否会有误操作，那么怎样才能精确地检测功率器材的电流呢？下面将对或许引起电流感知差错的要素进行具体的剖析，使规划工程师在设计时考虑怎么下降这样要素对电流检测的影响，然后得到愈加精确的电流检测电路。
在功率器材的作业进程中，从静态和动态2方面来剖析影响电流检测精确性的原因，静态作业时，主要有以下几个方面：
（1）源极连线电阻和PAD电阻的不同，也便是MainFET的大电流流过金属线发生的压降与SenseFET不同形成的差错，此处可用Kelvin连线下降该差错。
（2）电流份额因子n的改变，假如不能疏忽Rsense的巨细，那么SenseFET源极电位S’与Main FET的源极S的电位差将使份额因子n’变大［7］，见图2所示，作业在线性区的SenseFET电阻见公式（1）：
RS＝L/WμCOS（VGS－VT） （1）
因为Rsense的参加，n’改变为公式（2）所示，比n有所增加。
（3）温度改变引起的电流检测的差错：因为温度的改变，带来的阈值电压以及Ron改变，然后影响了电流检测的精确性。
功率MOSFET动态作业［6］时，考虑：
（1）功率管作业区从饱满区到线性区改变带来的Ron改变，改变了电流份额因子。当栅压从低到高时，功率管导通，其漏极高电平降为低电平，将从饱满区过渡为线性区。在饱满区，电流比即为SenseFET和MainFET的栅宽之比；在彻底导通的状况，电流比则由SenseFET和MaiFET导通电阻决议。
（2）衬偏效应：因为SenseFET源极电位S’为检测电流和Rsense的乘积，若检测电流为周期改变的正弦半波，则源极电位S’与衬底电位之间也随时刻有个改变，则带来SenseFET的衬偏效应，使电流份额发生差错。
（3）连线和封装在高频作业时互感的影响。
图4中看到因为MainFET与SenseFET引线单元摆放之间将发生1：1的互感器，则在一侧发生的di/dt因为耦合效果就会在电流检测中发生很大的差错［6］。
4 评论与总结
归纳以上的剖析，对功率MOSFET进行精确的电流检测是保证及时有效地过流维护的必要条件，本文介绍了功率MOSFET的电流感知的几种办法，并要点剖析了灵活功率集成电路中最常用的SenseFET办法。该办法有许多长处，彻底集成于芯片内，功耗小、高可靠性。考虑检测电流的改变，检测办法结构的影响，以及功率MOSFET作业特色等要素，本文剖析了影响电流检测精确性的差错源，能够为规划高性能的电流检测进程供给参阅。
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