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JPH09145749A - 電流検出回路 - Google Patents

電流検出回路

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Publication number
JPH09145749A
JPH09145749A JP7311037A JP31103795A JPH09145749A JP H09145749 A JPH09145749 A JP H09145749A JP 7311037 A JP7311037 A JP 7311037A JP 31103795 A JP31103795 A JP 31103795A JP H09145749 A JPH09145749 A JP H09145749A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
mos
circuit
current detection
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7311037A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Hattori
雅之 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP7311037A priority Critical patent/JPH09145749A/ja
Publication of JPH09145749A publication Critical patent/JPH09145749A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワーMOSの出力電流を高精度に検出す
る。 【解決手段】 パワーMOS1aに並列にセンスMOS
1bを設け、フィードバック回路7により両MOSの端
子間電圧を一定にする。また、センスMOS1bの出力
端にローパスフィルタ5を設け、パワーMOS1aをP
WM駆動した場合のリップル電流を除去する。ローパス
フィルタ5の出力端に定電流回路8を設けてセンス電流
ISEN を流し、電流ミラー回路Tr3、Tr4、Tr5
でミラーさせ、比較回路Tr6,Tr7,Tr8で基準
電流Iref と大小比較し、検出信号として出力する。電
流で比較するためEMIノイズに強く、電流ミラーで複
数の基準電流と容易に比較できるため高精度に出力電流
を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電流検出回路、特に
ドライバIC等に適用され、センスMOSを用いた電流
検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、アクチュエータの駆動信号等
を出力するドライバICの出力MOSに流れる電流を高
精度に検出するための電流検出回路が知られている。
【0003】例えば、特開平7−113826号公報で
は、負荷電流を無損失で検出する半導体集積回路装置が
提案されており、パワーMOSに流れる電流を一定の比
率で小電流にミラーする電流センス用MOSを設け、こ
のセンス用MOSに流れる電流をセンスMOSに接続さ
れたセンス抵抗で検出する構成が開示されている。ま
た、これら2つのMOSの端子間電圧を一定にするため
のフィードバック回路を設け、センス用MOSにミラー
される電流を高精度で決定し、小電流を安定に流す構成
も開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、センス
抵抗で小電流を検出するため、センス抵抗をある程度大
きく設定しなければならず、EMIノイズ等の影響を受
けやすい問題がある。もちろん、このノイズの影響を受
けにくくするため単にセンス抵抗を小さく設定してしま
うと、今度はセンス電圧の検出が困難となる問題が生じ
る。また、センス抵抗に製造時のバラツキがあると、検
出精度が低下する問題もある。さらに、パワーMOSを
PWM駆動する場合には、センスMOSを流れる小電流
にリップルが発生し、このためセンス電圧が変動して高
精度の電流検出が困難となる問題もある。
【0005】本発明は上記従来技術の課題に鑑みなされ
たものであり、その目的は、ノイズに強く、かつ高精度
にパワーMOS(出力MOS)に流れる電流を検出する
ことが可能な電流検出回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、出力MOSに流れる電流を検出する
ための電流検出回路であって、出力MOSに流れる電流
を一定の比率でミラーするセンス用MOSと、前記出力
MOS及びセンス用MOSの端子間電圧を一定にするた
めのフィードバック回路と、前記センスMOSの出力端
に接続された電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗に並列
に接続され前記電流検出抵抗と同値の抵抗を有する定電
流回路と、前記定電流回路に流れる電流をミラーさせ基
準電流と比較することにより検出信号を出力する比較回
路を有することを特徴とする。
【0007】このように、センス抵抗の電圧を検出する
のではなく、定電流回路により電圧/電流変換を行って
電流値で基準電流と比較することにより、インピーダン
スを低く抑えてノイズの影響を低減することができる。
そして、定電流回路の抵抗値をセンス抵抗の抵抗値と同
値することにより、センス抵抗のバラツキによる特性の
変動をキャンセルすることができる。なお、電流ミラー
により基準電流とセンス電流を比較するので、複数の基
準値とセンス電流を比較する際にも必要な数だけセンス
電流をミラーさせればよいので、高精度の検出が可能と
なる。
【0008】また、上記目的を達成するために、第2の
発明は、第1の発明において、さらに、前記電流検出抵
抗と前記定電流回路間に、前記電流検出抵抗に生じるリ
ップル電流を低減するためのローパスフィルタを有する
ことを特徴とする。
【0009】このように、ローパスフィルタを設けてリ
ップル成分を除去することにより、変動を防止して検出
精度の低下を防ぐことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
【0011】図1には本実施形態の回路図が示されてい
る。1aは電源Vcc3に接続されているパワーMOS
(出力MOS)であり、出力端子2からアクチュエータ
などに制御信号を出力する。車両に搭載される場合に
は、このVccはバッテリ電源である。また、1bはパ
ワーMOS1aと並列に接続されたセンスMOSであ
り、パワーMOS1aとのサイズ比はN:1である。パ
ワーMOS1aとセンスMOS1bのゲート端子には出
力駆動回路4が接続されており、所定のPWM駆動信号
をゲート端子に供給する。なお、パワーMOS1aがN
型の場合には、昇圧回路等を用いて電源電圧Vccより
高い電圧までゲート電圧を上げる働きもする。パワーM
OS1aの出力端はオペアンプOP1の非反転入力端子
に接続され、センスMOS1bの出力端はOP1の反転
入力端子及びトランジスタTr1のコレクタ端子に接続
される。OP1の出力端はTr1のベース端子に接続さ
れており、OP1とTr1でフィードバック回路7を構
成する。このフィードバック回路7により、パワーMO
S1aとセンスMOS1bの端子間電圧を一定に維持し
てセンスMOS1bに流れる電流を高精度に決定でき
る。そして、Tr1のエミッタ端子には電流検出抵抗R
1が接続される。
【0012】従来においては、この電流検出抵抗の端子
間電圧を検出することによりパワーMOSに流れる電流
を検出していたため、ノイズ等の影響を受けやすく、ま
た、パワーMOS1aをPWM駆動した場合にはリップ
ルによりセンス抵抗の端子間電圧が変動する問題もあっ
た。そこで、本実施形態では、以下のような回路構成を
新たに追加している。
【0013】すなわち、Tr1のエミッタ端子と抵抗R
1間に抵抗とキャパシタからなるローパスフィルタ5を
設け、抵抗R1に流れる電流のリップルを抑制して平滑
化する。また、ローパスフィルタ5の出力端はオペアン
プ2の非反転入力端子に接続され、OP2の出力端はト
ランジスタTr2のベース端子に接続されている。Tr
2のコレクタ端子はトランジスタTr3を介して電源V
cc3に接続され、エミッタ端子は抵抗R1と同値の抵
抗R2及びOP2の反転入力端子に接続されている。こ
れらOP2、Tr2及び抵抗R2は定電流回路8を構成
しており、抵抗R2は抵抗R1と同値であるので、出力
電流の1/Nのセンス電流ISEN がTr2のコレクタ電
流として流れることになる。そして、このコレクタ電流
であるセンス電流ISEN を基準電流Iref と比較するこ
とにより、出力電流の大きさを検出する。具体的には、
センス電流ISEN をトランジスタTr3、Tr4、Tr
5で構成される電流ミラー回路によりミラーさせ、トラ
ンジスタTr6にセンス電流ISEN を供給する。Tr6
のベース端子はトランジスタTr7のベース端子に接続
され、Tr7のコレクタ端子には基準電流Iref を流す
定電流源9及びトランジスタTr8のベース端子に接続
されている。また、Tr8のコレクタ端子にはロジック
電源であるVDD(5V)6が接続されている。従って、
Iref >ISEN の場合には、Tr7のベース電流が小さ
いため基準電流Iref によりTr8がON駆動されてそ
のコレクタ電位がインバータINV1を介して検出信号
(Hi)として出力され、一方Iref <ISEN の場合に
はTr7にIref が流れるためTr8がOFFし、VDD
の反転電位が検出信号(Low)として出力される。そ
して、検出信号は図示しない制御CPUに供給され、こ
の検出信号に基づいてCPUは出力駆動回路に制御信号
を出力し、パワーMOS1aの出力電流を調整する。
【0014】このように、本実施形態では、定電流回路
(OP2、Tr2及びR2)と電流ミラー回路を用いた
比較回路(Tr3、Tr4、Tr5、Tr6、Tr7、
Tr8、INV1)で電流値を比較することによりパワ
ーMOSの出力電流を検出しているので、従来に比べて
ノイズの影響を低減することができる。また、抵抗R1
とR2を同一抵抗としているので、IC化した場合の製
造時のバラツキによる特性変動(抵抗値の変動)をキャ
ンセルできる。
【0015】さらに、本実施形態では、電流ミラー回路
を用いてセンス電流ISEN をミラーさせて基準電流と比
較しているので、複数の基準電流と比較する場合にも、
Tr5に相当するトランジスタをTr5−1、Tr5−
2・・・と複数設けて必要なだけセンス電流をミラーさ
せて複数の基準電流Iref −1、Iref −2・・・と比
較することができ、これにより高精度に出力電流を検出
できる利点もある。
【0016】なお、本実施形態ではバイポーラ回路を用
いて構成したが、CMOS回路やBiCMOS回路を用
いて構成することができるのは言うまでもない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノイズの影響を抑制してパワーMOS(出力MOS)の
出力電流を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の回路図である。
【符号の説明】
1a パワーMOS(出力MOS)、1b センスMO
S、3 パワー電源、4 出力駆動回路、5 ローパス
フィルタ、6 ロジック電源、7 フィードバック回
路、8 定電流回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力MOSに流れる電流を検出するため
    の電流検出回路であって、 出力MOSに流れる電流を一定の比率でミラーするセン
    ス用MOSと、 前記出力MOS及びセンス用MOSの端子間電圧を一定
    にするためのフィードバック回路と、 前記センスMOSの出力端に接続された電流検出抵抗
    と、 前記電流検出抵抗に並列に接続され前記電流検出抵抗と
    同値の抵抗を有する定電流回路と、 前記定電流回路に流れる電流をミラーさせ、基準電流と
    比較することにより検出信号を出力する比較回路と、 を有することを特徴とする電流検出回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電流検出回路において、
    さらに、 前記電流検出抵抗と前記定電流回路間に、前記電流検出
    抵抗に生じるリップル電流を低減するためのローパスフ
    ィルタを有することを特徴とする電流検出回路。
JP7311037A 1995-11-29 1995-11-29 電流検出回路 Pending JPH09145749A (ja)

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