JP2003028901A - Current-detecting circuit using multi-source mos - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電流検出回路に関
し、特にエンジンの燃料噴射制御等においてマルチソー
スMOSを使って数アンペアの負荷電流を精度よく検出
する電流検出回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current detection circuit, and more particularly to a current detection circuit that accurately detects a load current of several amperes by using a multi-source MOS in fuel injection control of an engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】図1は、従来のマルチソースMOSを使
って負荷電流の検出を行なう電流制御回路の一構成例を
示したものである。図1において、出力MOS制御回路
1は、マルチソースMOS2に対して所定の負荷抵抗値
となるように一定のバイアス電圧を与え、また電流スイ
ッチ5のゲート電圧を制御して負荷インダクタンス4に
流れる電流を制御する。電流検出回路3は、後述するよ
うにマルチソースMOS2からのセンス電流を使って間
接的に負荷インダクタンス4に流れる負荷電流を検出す
る。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a configuration example of a current control circuit for detecting a load current using a conventional multi-source MOS. In FIG. 1, the output MOS control circuit 1 applies a constant bias voltage to the multi-source MOS 2 so as to obtain a predetermined load resistance value and controls the gate voltage of the current switch 5 to control the current flowing in the load inductance 4. To control. The current detection circuit 3 indirectly detects the load current flowing in the load inductance 4 by using the sense current from the multi-source MOS 2 as described later.
【0003】従来は数オームの電流検出抵抗を使用して
負荷電流によって生じるその両端の電圧降下を測定する
ことにより負荷電流を検出していたが、マルチソースM
OS2では負荷に流れる数Aクラスの電流を電流検出用
のMOSによって分流し、その電流をモニタすることに
よって負荷電流を検出する。図1に示すように、マルチ
ソースMOS2は、負荷電流が流れるMOS(以降、
「負荷MOS」という)と、その負荷電流の所定比率
(例えば、1000分の1)の微小電流が流れるMOS
(以降、「検出MOS」という)とで構成される。Conventionally, the load current is detected by measuring the voltage drop across the load current caused by the load current using a current detection resistor of several ohms.
In OS2, a current of several A class flowing in the load is shunted by the current detection MOS, and the load current is detected by monitoring the current. As shown in FIG. 1, the multi-source MOS 2 is a MOS (hereinafter, referred to as a MOS) through which a load current flows.
A "load MOS") and a MOS in which a minute current of a predetermined ratio (for example, 1/1000) of the load current flows.
(Hereinafter, referred to as “detection MOS”).
【0004】この場合、マルチソースMOS2として面
積比が1000:1の負荷MOSと検出MOSとが同一
チップ上に形成される。その結果、負荷MOSと検出M
OSとの間の抵抗比はその逆数の1:1000となり、
例えば同一条件で負荷MOS側に1アンペアの大電流が
流れると検出MOS側には1ミリアンペアの微小電流が
流れる。電流検出回路3はこの検出MOS側の微小電流
をモニタし、その検出電流の1000倍を負荷電流とす
る。従来のように電流検出抵抗を使った場合にはそこで
発生する大きな電力損失が回避できないため、このよう
なスイッチ用のMOSにも兼用できるマルチソースMO
Sが使用されている。In this case, as the multi-source MOS 2, the load MOS and the detection MOS having an area ratio of 1000: 1 are formed on the same chip. As a result, load MOS and detection M
The resistance ratio with the OS is 1: 1000, which is the reciprocal of that,
For example, if a large current of 1 ampere flows to the load MOS side under the same conditions, a minute current of 1 milliampere flows to the detection MOS side. The current detection circuit 3 monitors the minute current on the detection MOS side and sets 1000 times the detected current as the load current. When a current detection resistor is used as in the conventional case, a large power loss generated there is unavoidable, so a multi-source MO that can also be used for such a switching MOS.
S is used.
【0005】図2は、図1の電流検出回路3の一構成例
を示したものである。図2において、OPアンプ6は負
荷MOS側の電圧降下を検出し、それと同電位となるよ
うに検出MOS側の電圧降下、すなわち検出MOS側の
検出電流を制御する。簡単な例で示すと、負荷MOS側
のオン抵抗が1オームで負荷電流が1アンペアとすると
その電圧降下は1ボルトとなる。一方、検出MOS側の
オン抵抗は上記の例では1000オームとなるから、検
出MOS側の電圧降下を1ボルトにする検出電流は1ミ
リアンペアとなる。この電流を検出抵抗8に供給するこ
とによって負荷電流が精度良く検出される。FIG. 2 shows an example of the configuration of the current detection circuit 3 shown in FIG. In FIG. 2, the OP amplifier 6 detects the voltage drop on the load MOS side, and controls the voltage drop on the detection MOS side, that is, the detection current on the detection MOS side so that the potential becomes the same as that. As a simple example, if the on-resistance on the load MOS side is 1 ohm and the load current is 1 amp, the voltage drop is 1 volt. On the other hand, since the ON resistance on the detection MOS side is 1000 ohms in the above example, the detection current for making the voltage drop on the detection MOS side 1 volt is 1 milliamperes. By supplying this current to the detection resistor 8, the load current is accurately detected.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】一般的にマルチソース
MOSの分流比は負荷電流が多いほど精度が向上し、少
ないと精度が悪くなる。その原因の一つに電流検出回路
3で使用するOPアンプ6の入力オフセットが上げら
れ、負荷電流によって発生する負荷MOS側の電圧降下
値に対してこのオフセットの値が無視できなくなるため
に電流検出精度が低下する。Generally, the accuracy of the shunt ratio of a multi-source MOS increases as the load current increases, and the accuracy decreases as the load current decreases. One of the causes is that the input offset of the OP amplifier 6 used in the current detection circuit 3 is increased, and the value of this offset cannot be ignored with respect to the voltage drop value on the load MOS side generated by the load current. The accuracy decreases.
【0007】図3は、そのオフセットの影響の一例を示
したものである。図3の(a)は、OPアンプ6のオフ
セット値を±5ミリボルト及び負荷MOS側のオン抵抗
を40ミリオームとした場合に、負荷電流、負荷MOS
側の電圧降下、及びその電圧降下値とOPアンプ6のオ
フセット値との比率を表で示している。また、図3の
(b)は、図3の(a)の各負荷電流に対するその検出
精度(負荷MOS側の電圧降下値とOPアンプ6のオフ
セット値との比率)をグラフで示したものである。FIG. 3 shows an example of the effect of the offset. 3A shows the load current and the load MOS when the offset value of the OP amplifier 6 is ± 5 millivolts and the ON resistance of the load MOS side is 40 milliohms.
The table shows the voltage drop on the side and the ratio of the voltage drop value and the offset value of the OP amplifier 6. 3B is a graph showing the detection accuracy (ratio between the voltage drop value on the load MOS side and the offset value of the OP amplifier 6) for each load current in FIG. 3A. is there.
【0008】図3から明らかなように、負荷電流が小さ
くなると負荷MOS側の電圧降下の値も小さくなる。そ
の結果、電圧降下の値はOPアンプ6のオフセット値に
近づいて電流検出回路6の負荷電流検出誤差が増大する
とい問題があった。例えば、負荷電流0.5ミリアンペ
アのときに前記比率は±25パーセントまで増大する。
今後パワーMOSは、損失低減を目的として低オン抵抗
化の一途をたどるため、この傾向は一層強まることにな
る。その一方では、より精密で広範な負荷電流値の制御
に対する要求や地絡等の障害による大電流の発生にも対
処する必要がある。As is clear from FIG. 3, when the load current becomes smaller, the value of the voltage drop on the load MOS side also becomes smaller. As a result, there is a problem that the voltage drop value approaches the offset value of the OP amplifier 6 and the load current detection error of the current detection circuit 6 increases. For example, at a load current of 0.5 milliamps, the ratio increases to ± 25 percent.
In the future, the power MOS will continue to have a lower ON resistance for the purpose of reducing loss, and this tendency will be further strengthened. On the other hand, it is necessary to deal with the demand for more precise and wide-ranging control of the load current value and the generation of a large current due to a fault such as a ground fault.
【0009】そこで本発明の目的は、上記各問題点に鑑
み、マルチソースMOSのオン抵抗を負荷電流値に応じ
て適宜可変させることにより、負荷電流値に依存しない
より広い電流レンジで高精度の電流検出が可能な電流検
出回路を提供することにある。In view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to make the on-resistance of the multi-source MOS variable according to the load current value, so that a high accuracy can be achieved in a wider current range independent of the load current value. It is to provide a current detection circuit capable of detecting a current.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、負荷電
流が流れるマルチソースMOSと、前記負荷電流に応じ
てマルチソースMOSから出力されるセンス電流を検出
する電流検出回路と、前記負荷電流に応じてマルチソー
スMOSのオン抵抗を可変するMOS抵抗可変手段と、
を備え、前記MOS抵抗可変手段は、前記電流検出回路
の入力オフセットの影響を低減する方向に前記マルチソ
ースMOSのオン抵抗を可変する電流検出回路が提供さ
れる。前記MOS抵抗可変手段は、前記負荷電流が小さ
くなると前記マルチソースMOSのオン抵抗を増加さ
せ、前記負荷電流が大きくなると前記マルチソースMO
Sのオン抵抗を減少させる。According to the present invention, a multi-source MOS through which a load current flows, a current detection circuit for detecting a sense current output from the multi-source MOS according to the load current, and the load current MOS resistance varying means for varying the on-resistance of the multi-source MOS according to
The MOS resistance variable means is provided with a current detection circuit for changing the ON resistance of the multi-source MOS in a direction to reduce the influence of the input offset of the current detection circuit. The MOS resistance variable means increases the on-resistance of the multi-source MOS when the load current decreases, and increases the multi-source MO when the load current increases.
The on-resistance of S is reduced.
【0011】また本発明によれば、前記マルチソースM
OSは複数からなり、前記MOS抵抗可変手段は、前記
電流検出回路の入力オフセットの影響を低減する方向に
前記複数からなるマルチソースMOSの並列接続数を可
変する。前記MOS抵抗可変手段は、前記負荷電流が小
さくなると前記複数からなるマルチソースMOSの並列
接続数を増加させ、前記負荷電流が大きくなると前記複
数からなるマルチソースMOSの並列接続数を減少させ
る。According to the invention, the multi-source M
The OS comprises a plurality of MOS resistance changing means, and the MOS resistance changing means changes the number of parallel connection of the plurality of multi-source MOSs in the direction of reducing the influence of the input offset of the current detection circuit. The MOS resistance changing means increases the number of parallel connections of the multi-source MOSs when the load current decreases, and decreases the number of parallel connections of the multi-source MOSs when the load current increases.
【0012】さらに本発明によれば、負荷電流が流れる
2値のオン抵抗を有するマルチソースMOSと、前記負
荷電流に応じてマルチソースMOSから出力されるセン
ス電流を検出する電流検出回路と、前記2値の各オン抵
抗を有するマルチソースMOSの各々について前記電流
検出回路で検出した2つの電流検出値に基づいて所定の
計算を行なうことで前記負荷電流を求める負荷電流計算
手段と、で構成する電流検出回路が提供される。前記所
定の計算は、前記電流検出回路の入力オフセットの影響
をキャンセルすべく前記2つの電流検出値の差分をとる
ことからなり、前記2値のオン抵抗の比は1:2であ
る。Further, according to the present invention, a multi-source MOS having a binary ON resistance through which a load current flows, a current detection circuit for detecting a sense current output from the multi-source MOS according to the load current, and Load current calculation means for calculating the load current by performing a predetermined calculation based on the two current detection values detected by the current detection circuit for each of the multi-source MOSs having binary binary on-resistances. A current detection circuit is provided. The predetermined calculation consists of taking the difference between the two current detection values to cancel the influence of the input offset of the current detection circuit, and the ratio of the two ON resistances is 1: 2.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】図4は、本発明による電流検出回
路の基本構成を用いた電流制御回路の一例を示したもの
である。図4では、図1の従来例にさらにMOS抵抗可
変手段9が追加されている。それ以外の構成要素1〜5
は従来例と同様でありここでは更に説明しない。MOS
抵抗可変手段9に対しては図中点線で示す負荷電流情報
及び/又はオン抵抗可変要求が与えられ、それらの情報
や要求に従ってMOS抵抗可変手段9がマルチソースM
OS2のオン抵抗を適宜可変する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 4 shows an example of a current control circuit using the basic configuration of a current detection circuit according to the present invention. In FIG. 4, MOS resistance varying means 9 is added to the conventional example of FIG. Other components 1 to 5
Is similar to the conventional example and will not be described further here. MOS
Load current information and / or an ON resistance variable request indicated by a dotted line in the figure is given to the resistance variable means 9, and the MOS resistance variable means 9 is operated by the multi-source M according to the information and the request.
The on-resistance of OS2 is appropriately changed.
【0014】すなわち、MOS抵抗可変手段9により負
荷電流が小さい時でもマルチソースMOSのゲートバイ
アス電圧を適宜制御(MOSのオン抵抗を適宜可変)す
ることで、そこに発生する電圧降下を電流検出回路の入
力オフセット値よりも十分大きくすることができる。こ
れによって、小さな負荷電流から大きな負荷電流までの
広範な電流レンジにおいてマルチソースMOSを用いた
負荷電流の検出制度を一定の高いレベルに維持すること
ができる。That is, even when the load current is small, the MOS resistance changing means 9 appropriately controls the gate bias voltage of the multi-source MOS (the ON resistance of the MOS is appropriately changed), so that the voltage drop generated there is detected by the current detection circuit. Can be made sufficiently larger than the input offset value of. As a result, the load current detection accuracy using the multi-source MOS can be maintained at a constant high level in a wide current range from a small load current to a large load current.
【0015】図5は、本発明の第1の実施例を示したも
のである。本例では、MOS抵抗可変手段9をOPアン
プ11、基準電圧12、及びセレクタ10で構成してい
る。スイッチ10は、出力MOS制御回路1からの所定
のゲート電圧又はOPアンプ11の出力電圧の何れかを
一つを選択して出力する。本例ではOPアンプ11の出
力電圧が選択されているものとする。FIG. 5 shows a first embodiment of the present invention. In this example, the MOS resistance variable means 9 is composed of an OP amplifier 11, a reference voltage 12, and a selector 10. The switch 10 selects and outputs one of a predetermined gate voltage from the output MOS control circuit 1 and an output voltage of the OP amplifier 11. In this example, it is assumed that the output voltage of the OP amplifier 11 is selected.
【0016】基準電圧12は、一例として電源電圧(+
B)から0.1ボルト低下した電位(+B−0.1
[V])に設定されている。ここで、小さな負荷電流によ
って負荷MOSの電圧降下値α[V]が0.1ボルト以内
の場合にはOPアンプ11がその電圧αと基準電圧12
とを比較して、スイッチ10を介してマルチソースMO
S2のゲート電位を低下させる。その結果、負荷MOS
のオン抵抗が大きくなって電圧降下値αの電位は基準電
圧の電位+B−0.1[V]と等しくなる。The reference voltage 12 is, for example, a power supply voltage (+
B), a potential (+ B-0.1) lower by 0.1 V.
[V]) is set. Here, when the voltage drop value α [V] of the load MOS is within 0.1 volt due to a small load current, the OP amplifier 11 causes the voltage α and the reference voltage 12 to rise.
And a multi-source MO via switch 10.
The gate potential of S2 is lowered. As a result, the load MOS
The on-resistance of is increased and the potential of the voltage drop value α becomes equal to the potential of the reference voltage + B−0.1 [V].
【0017】また、大きな負荷電流の場合も同様の制御
によって今度は負荷MOSのオン抵抗が小さくなること
で電圧降下値αの電位は基準電圧の電位+B−0.1
[V]と等しくなる。このように、本例によればMOSの
オン抵抗がゲート電圧に依存する事を利用してマルチソ
ースMOS2での電圧降下を負荷電流に依存しない一定
値とすることができる。その結果、電流検出回路3の入
力オフセットの影響が十分低減され、広範なレンジの負
荷電流が所定の精度をもって検出可能となる。Further, even in the case of a large load current, the ON resistance of the load MOS is reduced by the same control, so that the potential of the voltage drop value α becomes the potential of the reference voltage + B-0.1.
It becomes equal to [V]. As described above, according to this example, it is possible to make the voltage drop in the multi-source MOS 2 a constant value that does not depend on the load current by utilizing the fact that the on-resistance of the MOS depends on the gate voltage. As a result, the influence of the input offset of the current detection circuit 3 is sufficiently reduced, and the load current in a wide range can be detected with a predetermined accuracy.
【0018】図6は、図5の実施例におけるオフセット
の影響の一例を示したものである。ここでの条件は、先
の図3の場合と同様に電流検出回路3におけるOPアン
プ6の入力オフセット値を±5ミリボルトとしている。
図6の(A)は従来例の図3の(A)に対応しており、
図5の実施例で電圧降下は一定(0.1[V])に制御さ
れるため負荷電流の大小に依存しない。FIG. 6 shows an example of the influence of offset in the embodiment of FIG. The condition here is that the input offset value of the OP amplifier 6 in the current detection circuit 3 is ± 5 millivolts as in the case of FIG.
FIG. 6A corresponds to FIG. 3A of the conventional example,
Since the voltage drop is controlled to be constant (0.1 [V]) in the embodiment of FIG. 5, it does not depend on the magnitude of the load current.
【0019】従って、電圧降下値とOPアンプ6のオフ
セット値との比率も一定(±5%)である。また、図6
の(b)は、その検出精度(負荷MOS側の電圧降下値
とOPアンプ6のオフセット値との比率)をグラフで表
したものであり、従来例の図3の(b)と対応してい
る。Therefore, the ratio between the voltage drop value and the offset value of the OP amplifier 6 is also constant (± 5%). In addition, FIG.
3B is a graph showing the detection accuracy (the ratio between the voltage drop value on the load MOS side and the offset value of the OP amplifier 6), and corresponds to FIG. 3B of the conventional example. There is.
【0020】図7は、本発明の第2の実施例を示したも
のである。本例では、複数のマルチソースMOS21〜
23が設けられ、MOS抵抗可変手段9は外部からの制
御信号によって並列接続されるマルチソースMOS21
〜23を選択し接続する。本例では2ビットの制御信号
がMOS抵抗可変手段9内の2つのスイッチをオン/オ
フ制御する。FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In this example, a plurality of multi-source MOS2 1-
2 3 is provided, and the MOS resistance variable means 9 is a multi-source MOS 2 1 connected in parallel by a control signal from the outside.
Select to 2 3 to connect. In this example, a 2-bit control signal turns on / off two switches in the MOS resistance variable means 9.
【0021】本例の動作を説明すると、負荷電流が小さ
い通常動作時の場合は、電流検出精度を上げるためにマ
ルチソースMOS21〜23の並列接続数を減らしてMO
Sのオン抵抗を上げる。一方、地絡等の障害発生によっ
て過電流を検出した場合には、過電流による発熱を分散
させるためにマルチソースMOS21〜23の並列接続数
を増やしてMOSのオン抵抗を下げる。なお、切り替え
段数やMOSのオン抵抗値の選択等については使用条件
に応じた設定が可能である。The operation of this example will be described. In the normal operation with a small load current, the number of multi-source MOSs 2 1 to 2 3 connected in parallel is reduced to improve the current detection accuracy.
Increase the on resistance of S. On the other hand, when an overcurrent is detected due to the occurrence of a fault such as a ground fault, the number of parallel connections of the multi-source MOSs 2 1 to 2 3 is increased to reduce the on-resistance of the MOS in order to disperse the heat generated by the overcurrent. The number of switching stages and the selection of the MOS on-resistance value can be set according to the usage conditions.
【0022】図8は、本発明の第3の実施例を示したも
のである。本例は図7の別の態様例に相当し、2個のマ
ルチソースMOS21及び22と、それらの並列接続数を
自動で切り替える制御部とで構成される。前記制御部
は、比較器13、基準電圧12、及びスイッチ10から
なる。FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. This example corresponds to another example of the mode of FIG. 7, and is composed of two multi-source MOSs 2 1 and 2 2 and a control unit that automatically switches the number of parallel connections of them. The control unit includes a comparator 13, a reference voltage 12, and a switch 10.
【0023】本例の動作は図7で説明したのと基本的に
同様である。ただ、比較器13が基準電圧12(例えば
電源電圧+Bから−0.1[V]の電位)と負荷MOSの
電圧降下値とを比較して過電流を検出すると、スイッチ
10内のスイッチをオン制御(開放)してマルチソース
MOS21及び22を並列接続してMOSのオン抵抗を下
げる。The operation of this example is basically the same as that described with reference to FIG. However, when the comparator 13 detects the overcurrent by comparing the reference voltage 12 (for example, the power supply voltage + B to −0.1 [V] potential) with the voltage drop value of the load MOS, the switch in the switch 10 is turned on. By controlling (opening), the multi-source MOSs 2 1 and 2 2 are connected in parallel to reduce the ON resistance of the MOS.
【0024】図9は、本発明の第4の実施例を示したも
のである。本例は図8の別の態様例に相当し、n個のマ
ルチソースMOS21〜2nと、それらの並列接続数をデ
ジタル的に複数ステップで切り替える制御部とで構成さ
れる。前記制御部は、比較器13、基準電圧12、スイ
ッチ10に加えて、ヒステリシスを与えてチャタリング
を防止するディレイ回路14及びアップダウンカウンタ
15からなる。FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. This example corresponds to another embodiment example of FIG. 8, comprised of n number of multi-source MOS2 1 to 2 n, and a control unit for their parallel connections switched digitally multiple steps. The control unit includes a comparator 13, a reference voltage 12, a switch 10, a delay circuit 14 for giving a hysteresis to prevent chattering, and an up / down counter 15.
【0025】本例の動作は図8と同様であるが、並列接
続されるマルチソースMOS21〜2nの数をデジタル的
に複数ステップで切り替える。すなわち、比較器13が
基準電圧12(例えば電源電圧+Bから−0.1[V]の
電位)と並列接続された負荷MOS出力の電圧降下値と
を比較して過電流を検出すると、比較器13の出力は高
レベルとなってその間はアップダウンカウンタ15のカ
ウント値が所定周期のクロックによって増加する。その
結果、並列接続されるマルチソースMOS2 1〜2nの数
が2進ステップで順次増加してMOSのオン抵抗を下げ
る。The operation of this example is similar to that of FIG.
Continued multi-source MOS21~ 2nNumber of digital
Switch to multiple steps. That is, the comparator 13
Reference voltage 12 (for example, from power supply voltage + B to -0.1 [V]
Potential) and the voltage drop value of the load MOS output connected in parallel with
When an overcurrent is detected by comparing
During the period, the level of the up / down counter 15 will change.
The und value increases with a clock having a predetermined cycle. That
As a result, multi-source MOS2 connected in parallel 1~ 2nNumber of
Gradually increase in binary steps to lower the MOS on-resistance
It
【0026】一方、比較器13が通常の小さな負荷電流
を検出すると、比較器13の出力は低レベルとなってそ
の間はアップダウンカウンタ15のカウント値が減少す
る。その結果、並列接続されるマルチソースMOS21
〜2nの数が2進ステップで順次減少してMOSのオン
抵抗を大きくする。On the other hand, when the comparator 13 detects a normal small load current, the output of the comparator 13 becomes low level and the count value of the up / down counter 15 decreases during that time. As a result, multi-source MOS2 1 connected in parallel
The number of ˜2 n is sequentially decreased in binary steps to increase the on-resistance of the MOS.
【0027】本例によればMOSのオン抵抗を段階的に
増減させることができ、種々の条件に適合するより精度
の高い電流検出が可能となる。なお、各マルチソースM
OS21〜2n間のゲート電圧を非線形なステップ間隔と
することで圧縮・伸長と同様な効果によりさらに広範囲
で且つ高精度な電流検出も可能となる。According to this example, the ON resistance of the MOS can be increased or decreased in stages, and more accurate current detection that meets various conditions can be achieved. In addition, each multi-source M
By setting the gate voltage between OS2 1 to 2 n to be a non-linear step interval, it is possible to detect a current in a wider range and with high accuracy by the same effect as compression / expansion.
【0028】図10及び11は、本発明の第5の実施例
を示したものである。これまでの実施例がハードウェア
によって本発明を実現していたのに対し、本例では従来
例の図1及び2の構成(図10に再掲載)は変えずに、
ソフトウェア処理によってOPアンプのオフセット電圧
の影響を除去する。本例では、オン抵抗の異なる2つの
電流検出結果から計算によってオフセットの影響を消去
する。10 and 11 show a fifth embodiment of the present invention. While the present invention has been realized by hardware in the above-described embodiments, the configuration of FIGS. 1 and 2 (reprinted in FIG. 10) of the conventional example is not changed in this example.
The influence of the offset voltage of the OP amplifier is removed by software processing. In this example, the effect of offset is eliminated by calculation from two current detection results having different on-resistances.
【0029】図10に示すように、電流検出回路2のO
Pアンプの入力オフセット電圧をVoff、マルチソー
スMOS2のオン抵抗(負荷MOSのオン抵抗)をRo
n、検出MOSと負荷MOSとのセンス比を1:nとす
る。ここでは、一例として、マルチソースMOSのオン
抵抗が1:0.5の2つの値を使用している。これは出
力MOS制御回路1からマルチソースMOS2に与えら
れるゲート電圧の選択設定によって可能である。As shown in FIG. 10, O of the current detection circuit 2
The input offset voltage of the P amplifier is Voff, the on resistance of the multi-source MOS2 (the on resistance of the load MOS) is Ro.
n, the sense ratio between the detection MOS and the load MOS is 1: n. Here, as an example, two values of the ON resistance of the multi-source MOS of 1: 0.5 are used. This can be done by selectively setting the gate voltage applied from the output MOS control circuit 1 to the multi-source MOS 2.
【0030】図11には、本例の動作原理を示してい
る。先ず、マルチソースMOS2のオン抵抗が1の場合
の検出電流Iout1と、マルチソースMOS2のオン
抵抗が0.5の場合の検出電流Iout2とを電流検出
回路3によって求める。なお、後者はオン抵抗が1のマ
ルチソースMOS2を2個並列接続させるものでもよ
い。FIG. 11 shows the operating principle of this example. First, the detection current Iout1 when the ON resistance of the multi-source MOS2 is 1 and the detection current Iout2 when the ON resistance of the multi-source MOS2 is 0.5 are obtained by the current detection circuit 3. The latter may be one in which two multi-source MOS2 having an ON resistance of 1 are connected in parallel.
【0031】また、各検出電流Iout1及びIout
2は下記式(1)及び(2)でも求まる。
lout1=(l×Ron+Voff)/(n×Ron)=(l/n)+(Voff/n・Ron) …(1)
lout2=(l×0.5Ron+Voff)/(n×0.5Ron)=(l/n)+(2Voff/n・Ron) …(2)
この2式より、負荷電流lを計算すると下式のようにな
る。
l=(2lout1-lout2)/n …(3)Further, each detection current Iout1 and Iout
2 can also be obtained by the following equations (1) and (2). lout1 = (l × Ron + Voff) / (n × Ron) = (l / n) + (Voff / n ・ Ron)… (1) lout2 = (l × 0.5Ron + Voff) / (n × 0.5Ron) = (l / n) + (2Voff / n · Ron) (2) From these two equations, the load current 1 is calculated as shown below. l = (2lout1-lout2) / n (3)
【0032】これより、異なるオン抵抗のマルチソース
MOS2の2つの検出電流値(Iout1及びIout
2)使用して上記(3)の計算をすれば、完全に電流検
出回路3のオフセット電圧がキャンセルされることにな
る。図11でいえば、各検出電流値におけるオフセット
電圧の影響(Voff/n・Ron及び2Voff/n・Ron)が上記
(3)式の減算によって消去され、最終的な検出電流I
は図11の網掛範囲となる。As a result, two detection current values (Iout1 and Iout) of the multi-source MOS2 having different on-resistances are obtained.
2) By using the calculation of (3) above, the offset voltage of the current detection circuit 3 is completely canceled. In FIG. 11, the influence of the offset voltage (Voff / n.Ron and 2Voff / n.Ron) on each detected current value is erased by the subtraction of the equation (3), and the final detected current I
Is the shaded area in FIG.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
ルチソースMOSのオン抵抗を負荷電流値に応じて適宜
可変させることにより、負荷電流値に依存しないより広
い電流レンジで高精度の電流検出が可能な電流検出回路
が提供される。As described above, according to the present invention, the on-resistance of the multi-source MOS is appropriately changed according to the load current value, so that the multi-source MOS has a wide current range independent of the load current value and high accuracy. A current detection circuit capable of detecting a current is provided.
【図1】従来のマルチソースMOSを使って負荷電流の
検出を行なう電流制御回路の一構成例を示した図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing one configuration example of a current control circuit for detecting a load current using a conventional multi-source MOS.
【図2】図1の電流検出回路の一構成例を示した図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a current detection circuit of FIG.
【図3】電流検出回路によるオフセットの影響の一例を
示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an influence of an offset by a current detection circuit.
【図4】本発明による電流検出回路の基本構成を用いた
電流制御回路の一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a current control circuit using a basic configuration of a current detection circuit according to the present invention.
【図5】本発明の第1の実施例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図6】図5の実施例における電流検出回路のオフセッ
トの影響の一例を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of the influence of the offset of the current detection circuit in the embodiment of FIG.
【図7】本発明の第2の実施例を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a third exemplary embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第4の実施例を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a fourth exemplary embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第5の実施例を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
【図11】図10の動作原理を示した図である。FIG. 11 is a diagram showing the operating principle of FIG. 10;
1…出力MOS制御回路 2…マルチソースMOS 3…電流検出回路 4…負荷インダクタンス 5…電流スイッチ 6、11…OPアンプ 9…MOS抵抗可変手段 10…スイッチ 12…基準電圧 13…比較器 14…ディレイ回路 15…アップダウンカウンタ 1 ... Output MOS control circuit 2 ... Multi-source MOS 3 ... Current detection circuit 4 ... Load inductance 5… Current switch 6, 11 ... OP amplifier 9 ... MOS resistance changing means 10 ... switch 12 ... Reference voltage 13 ... Comparator 14 ... Delay circuit 15 ... Up-down counter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G035 AA05 AA17 AA20 AB02 AC17 AC19 AD02 AD03 AD10 AD23 3G084 BA13 EC08 5H740 BA12 BA15 BB02 BB07 BB10 MM11 5J055 AX53 AX65 BX16 CX13 CX28 DX22 EX07 EY00 EY01 EY05 EY21 EZ09 FX04 FX07 FX09 FX12 FX19 FX32 GX01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2G035 AA05 AA17 AA20 AB02 AC17 AC19 AD02 AD03 AD10 AD23 3G084 BA13 EC08 5H740 BA12 BA15 BB02 BB07 BB10 MM11 5J055 AX53 AX65 BX16 CX13 CX28 DX22 EX07 EY00 EY01 EY05 EY21 EZ09 FX04 FX07 FX09 FX12 FX19 FX32 GX01
Claims (7)
と、 前記負荷電流に応じてマルチソースMOSから出力され
るセンス電流を検出する電流検出回路と、 前記負荷電流に応じてマルチソースMOSのオン抵抗を
可変するMOS抵抗可変手段と、を備え、 前記MOS抵抗可変手段は、前記電流検出回路の入力オ
フセットの影響を低減する方向に前記マルチソースMO
Sのオン抵抗を可変することを特徴とする電流検出回
路。1. A multi-source MOS through which a load current flows
A current detection circuit that detects a sense current output from a multi-source MOS according to the load current, and a MOS resistance changing unit that changes an on-resistance of the multi-source MOS according to the load current. The MOS resistance variable means is arranged to reduce the influence of the input offset of the current detection circuit by the multi-source MO.
A current detection circuit characterized by varying the on-resistance of S.
流とマルチソースMOSのオン抵抗との積である電圧降
下が一定値となるように前記マルチソースMOSのオン
抵抗を可変する、請求項1記載の電流検出回路。2. The MOS resistance variable means changes the ON resistance of the multi-source MOS so that the voltage drop, which is the product of the load current and the ON resistance of the multi-source MOS, becomes a constant value. The described current detection circuit.
流が小さくなると前記マルチソースMOSのオン抵抗を
増加させ、前記負荷電流が大きくなると前記マルチソー
スMOSのオン抵抗を減少させる、請求項1記載の電流
検出回路。3. The MOS resistance variable means increases the on-resistance of the multi-source MOS when the load current decreases, and decreases the on-resistance of the multi-source MOS when the load current increases. Current detection circuit.
り、 前記MOS抵抗可変手段は、前記電流検出回路の入力オ
フセットの影響を低減する方向に前記複数からなるマル
チソースMOSの並列接続数を可変する、請求項1記載
の電流検出回路。4. The multi-source MOS comprises a plurality, and the MOS resistance varying means varies the number of parallel connections of the plurality of multi-source MOSs in a direction to reduce the influence of the input offset of the current detection circuit. The current detection circuit according to claim 1.
流が小さくなると前記複数からなるマルチソースMOS
の並列接続数を増加させ、前記負荷電流が大きくなると
前記複数からなるマルチソースMOSの並列接続数を減
少させる、請求項4記載の電流検出回路。5. The MOS resistance variable means comprises a plurality of multi-source MOSs formed when the load current decreases.
5. The current detection circuit according to claim 4, wherein the number of parallel connections of the plurality of multi-source MOSs is decreased when the load current increases.
るマルチソースMOSと、 前記負荷電流に応じてマルチソースMOSから出力され
るセンス電流を検出する電流検出回路と、 前記2値の各オン抵抗を有するマルチソースMOSの各
々について前記電流検出回路で検出した2つの電流検出
値に基づいて所定の計算を行なって前記負荷電流を求め
る負荷電流計算手段と、を備え、 前記所定の計算は、前記電流検出回路の入力オフセット
の影響をキャンセルすべく前記2つの電流検出値の差分
をとることを特徴とする電流検出回路。6. A multi-source MOS having a binary ON resistance through which a load current flows, a current detection circuit for detecting a sense current output from the multi-source MOS according to the load current, and each of the binary ONs. Load current calculating means for obtaining a load current by performing a predetermined calculation on the basis of two current detection values detected by the current detection circuit for each of the multi-source MOSs having a resistance, and the predetermined calculation, A current detection circuit, wherein a difference between the two current detection values is taken to cancel the influence of an input offset of the current detection circuit.
る、請求項6記載の電流検出回路。7. The current detection circuit according to claim 6, wherein a ratio of the binary ON resistances is 1: 2.
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|---|---|---|---|
| JP2001210879A JP2003028901A (en) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | Current-detecting circuit using multi-source mos |
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