SE518159C2 - Anordning för att bestämma storleken på en ström - Google Patents

Description

-r . U .. -25 .UH .. nano , . « o :o c 518159 2 varierande temperatur' ändras resistansen i. motståndet vilket förändrar mätnoggrannheten.

Det japanska patentet JP 2121374 beskriver en anordning för att bestämma en ström genom att mäta en ström med låga resistiva förluster. Strömmen som ska mätas drivs genom en s- fälteffekttransistor (SFET). Styret på transistorn är anslutet till en MOS-fälteffekttransistor (MOSFET). MOS- fälteffekttransistorn drivs av en strömgenerator med en känd ström vilket ger ett visst spänningsvärde på en nod mellan strömgeneratorn och MOS-fälteffekttransistorn. När strömmen genom s-fälteffekttransistorn ändras så ändras även spänningen på dess styre vilket i sin tur' påverkar spänningen på MOS- fälteffekttransistorns Detta styre. resulterar i att spänningsvärdet på noden ändras i takt med strömmen genom s- fälteffekttransistorn. Genom att avläsa nämnda spänning på noden kan strömmen genom s-fälteffekttransistorn bestämmas.

Det är förut känt att spegla en första ström i en första gren till en andra ström i en andra gren genom att använda en s.k. strömspegel med transistorer. I en koppling med en strömspegel är transistorerna anordnade som styrbara strömgeneratorer.

Transistorerna är därvid aktiva och arbetar i mättnadsområdet.

Detta innebär höga effektförluster REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning angriper ett problem som uppstår då storleken på en ström ska mätas med en minimal effektförlust.

Närmare bestämt uppstår problemet då tillgänglig effekt till en belastning är starkt begränsad och storleken på dess ström ska mätas utan att nämnvärt generera någon effektförlust. »annu n u un. ~ . ~ .n .

« - . - H 518159 * 3 Ett likartat probleni soul uppfinningen angriper' uppstår då en ström ska styras till ett visst värde utan att nämnvärt generera någon effektförlust.

Ytterligare ett probleni sonl uppfinningen angriper uppstår då vissa parametrar i ingående kretsar förändras och/eller varierar p.g.a. temperaturförändringar, komponentspridning, matningspänningsvariationer eller dyl. Detta medför att noggrannheten hos en strömmätning eller strömstyrning varierar. Ännu ett problem som angrips är svårigheten att mäta eller styra både mycket små och stora strömmar med samma noggrannhet.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är således att bestämma storleken på en belastningsström genom att spegla en ström på ett sådant sätt att storleken på belastningsströmmen kan styras till ett bestämt värde med stor noggrannhet och med en minimal effektförlust.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att bestämma storleken på belastningsströmmen genom att spegla belastningsströmmen på ett sådant sätt att dess storleken kan mätas med stor noggrannhet och med en minimal effektförlust.

Uppfinningen avser en anordning och ett förfarande för att lösa nämnda problem. Uppfinningen. bygger' på en idé att en första ström med ett visst värde från en första enhet speglas i en andra ström från en andra enhet på ett effektsnàlt sätt. Ett visst förhållande mellan en kretsparameter hos den första och den andra enheten är bestämt. En tredje, aktiv, enhet reglerar en viss spänning mellan den första och den andra enheten till ett bestämt värde på ett sådant sätt att storleksförhàllandet mellan den första och den andra strömmen blir lika med det bestämda förhållandet mellan enheternas kretsparametrar. . . . . . .25 . . . n . 1.130 518159 4 Härigenom blir den andra strömmen inställd på ett visst värde som är beroende av den första strömmens värde.

Uppfinningen utnyttjar två transistorenheter som är anslutna till varandra. Genom att driva en ström genom den ena av transistorenheterna skapas en motsvarande, fast till storleken skild ström i den andra transistorenheten. På detta sätt speglas strömmen från den ena transistorenheten till strömmen i den andra transistorenheten. De båda transistorenheterna är anslutna så_ att de dels i kan arbeta ett tillstånd då deras effektförluster är minimala och dels på ett sådant sätt att det är enkelt att justera noggrannheten i De båda transistorenheterna har samma egenskaper förutom att en av speglingen. transistorenheterna kan leda en större ström än den andra.

En anordning enligt uppfinningen innefattar en första transistorenhet av en viss typ vilken förser en belastning med en huvudström. En andra transistorenhet, företrädesvis av samma typ som den första transistorenheten, är dels ansluten till en strömgenerator och dels ansluten till den första transistorenheten. Den första transistorenheten har en större strömkapacitet än den andra transistorenheten 'vilket ger ett visst känt skalningsförhållande mellan dessa. En styrenhet är anordnad mellan transistorenheterna för att kontrollera en spänning mellan transistorenheterna. Ett storleksförhållande mellan de olika strömmarna är lika med skalningsförhållandet när huvudströmmen genom den första transistorenheten medför ett spänningsfall över den första transistorenheten som är lika stort som ett motsvarande spänningsfall över den andra transistorenheten. Genom att hålla dessa båda spänningsfall lika åstadkommes en spegling mellan huvudströmmen och styrströmmen med ett känt storleksförhållandet mellan de båda strömmarna. wlan: 518159 Detta storleksförhállande kan sedan utnyttjas för att styra huvudströmmen genom styrströmmen och/eller för att mäta storleken på huvudströmmen genom styrströmmen.

Transistorenheterna äx- även anslutna till. en referensspänning vars värde kan reglera anordningens noggrannhet vid olika stora strömmar. De bägge transistorenheterna kan realiseras med hjälp av en eller flera transistorer per transistorenhet.

Det uppfinningsenliga förfarandet utgörs av att de två transistorenheterna i anordningen bringas att arbeta som varierbara motstånd, varefter en ström drivs genom vardera transistorenheten. Genom att mäta spänningsdifferensen mellan transistorenheterna kontrolleras storleksförhállandet mellan strömmarna. Vid ett visst värde hos spänningsdifferensen blir storleksförhàllandet mellan strömmarna känt. Detta innebär att den ena strömmen kan användas för att mäta eller styra den andra strömmen. Resistansen hos transistorenheterna kan vid behov regleras för att justera anordningens noggrannhet.

Fördelarna med föreliggande uppfinning är att den med en minimal effektförlust kan anordnas för att mäta eller styra en ström samt att den upptar en mindre yta pà ett mönsterkort än tidigare kända lösningar. Detta sänker kostnaderna för att tillverka anordningen samt möjliggör en reducering av anordningens volym.

Om anordningen drivs av ett batteri så medför uppfinningen att batteriet räcker längre än tidigare. Uppfinningen medför också att mer effekt i anordningen blir tillgänglig för anordningens funktioner t.ex. högre uteffekt fràn ett slutsteg.

Ytterligare en fördel med föreliggande uppfinning' är att den också medför en möjlighet att justera känsligheten vid en strömmâtning eller strömstyrning, uppát eller nedåt, beroende pà a ovan ;'~25 v u u n n . - | | nu 5186159 önskad funktion hos anordningen och strömmens storlek. Detta innebär att uppfinningen kan användas inom ett mycket brett strömintervall med god noggrannhet. Nämnda justeringsmöjlighet kan även användas för att kompensera för temperaturvariationer, komponentspridning, variationer i matningsspänningen mm.

Detta medför bl.a. att anordningen och förfarandet blir mycket temperaturstabilt.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar.

Figur 1 visar ett diagram över en MOS-transistors ström- spänningskarakteristik.

Figur 2 visar ett diagram över sambandet mellan den inre resistansen Rnäm hos MOS-transistorn och dess styre-emitter spänning Ugs.

Figur 3 visar en principskiss av en MOS-transistor.

Figur 4 visar en vy från ovan av en MOS-transistor.

Figur 5 visar en vy frán ovan av två MOS-transistorer med olika kanalbredder.

Figur 6 visar en skiss av ett första exempel pà en transistorenhet, innefattande en transistor.

Figur 7 visar en skiss av ett andra exempel pà en transistorenhet, innefattande tre transistorer.

Figur 8 visar ett blockschema över en känd koppling som mäter ström. e-u n;;nn ='2o . . . . ., .. » - ø f no a 518 159 7 Figur 9 visar ett blockschema över en första utföringsform av en uppfinningsenlig anordning.

Figur 10 visar ett blockschema över en andra utföringsform av en uppfinningsenlig anordning.

Figur 11 visar ett blockschema över ett första föreslaget förfarande för att styra en ström med hjälp av uppfinningen. visar Figur 12 ett blockschema över ett andra föreslaget förfarande för att styra en ström med hjälp av uppfinningen.

Figur 13 visar ett blockschema över ett föreslaget förfarande för att mäta en ström med hjälp av uppfinningen.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Som tidigare nämnts, innefattar uppfinningen en första och en andra transistorenhet. Ett exempel pá lämpliga transistorer som kan ingå i dessa transistorenheter är MOS-transistorer.

Figur 1 visar ett diagram över en 'MOS-transistors ström- spänningskarakteristik. En första del av nämnda kurva kallas för resistansomrádet 10 (ohmic region) medan en sista del kallas för mättnadsomràdet 11 (saturation region). Vid låga kollektorspänningar Ißs (resistansomrádet) fungerar transistorn som ett varierbart motstånd (Qß~ID) och vid högre kollektorspänningar Ißs (mättnadsomràdet) fungerar transistorn som en strömgenerator (ID=konstant).

Figur 2 'visar ett diagram över förhållandet mellan den inre resistansen RDS” hos MOS-transistorn och dess styre-emitter spänning U¿5. - u ø ø .n Figur 3 visar en principskiss av en MOS-transistor. Vid ytan av ett substrat 30, t.ex. ett p-typ kiselsubstrat, finns två N- dopade områden 31 och 32, en emitter 33 och en kollektor 35.

Mellan emittern 33 och kollektorn 35 ligger styret 34 som är isolerat från substratet 30 genom ett tunt oxidskikt 36.

Emittern, styret och kollektorn kallas gemensamt för transistorns kanaler.

Figur 4 visar MOS-transistorn fràn ovan och dess kanalbredd b.

Två transistorer av samma typ men med olika kanalbredd b har olika strömkapacitet. Den transistor som har bredare kanaler bl , se figur 5, kan driva en större ström än den transistor som har smalare kanaler b, vid samma strömtäthet i respektive kanal.

Ett breddförhállande mellan två transistorer med olika bredd bl och bzpà kanalerna ger en viss skalningsfaktor K där K=b1/bz. En transistors strömförstärkningsfaktor ß är direkt proportionell mot kanalbredden b. Detta innebär att kvoten mellan strömförstärkningsfaktorerna få hos de tvà _transistorerna, blir lika stor som skalningsfaktorn K.

Figur 6 visar en skiss av ett första exempel på en transistorenhet 60 i form av en transistor 61. Då transistorenheten 60 är en transistor 61 så sammanfaller en kollektor Dm, en emitter Sw och ett styret GW hos transistorenheten 60 med en kollektor DH, en emitter Su och ett styre Gm hos transistorn 61. I detta exempel sammanfaller även transistorns 61 kanalbredd b. kanalbredd b med transistorenhetens 60 Figur 7 visar en skiss av ett andra exempel på en transistorenhet 70, innefattande tre transistorer 71, 72 och 73.

En kollektor på respektive transistor är ansluten till en | . ø ø av - - n . .a 518159 9 kollektor DW hos transistorenheten 70. En emitter på respektive transistor är ansluten till en emitter S70 hos transistorenheten 70. Ett styre på respektive transistor är ansluten till ett styre Gw, hos transistorenheten 70. I detta exempel är transistorenhetens kanalbredd b lika med summan av transistorernas kanalbredder.

Figur 8 visar en känd anordning 80 för att mäta en ström In till en belastning 81. Strömmen In från en transistor 82, vilken är ansluten till en natningsspänning Vmmt, får passera igenom ett känt lágohmigt motstånd Ru över vilken spänningen Un mäts. Då spänningen U&3 är proportionell mot strömmen Hg; = RÜ*I8fi kan strömmen Im_ enkelt beräknas av en mätenhet 84.

Mätenheten 84 avger en referensspänning Vmf till belastningen 81. Värdet av Vmf beror dels på storleken av In och dels på ett börvärde Qm från en annan del av det system som anordningen 80 är ansluten till. Motståndet Ru medför märkbar en effektförlust. Vid varierande temperatur ändras resistansen i motståndet Re, vilket förändrar mätnoggrannheten. Mätenheten 84 har svårt att mäta både stora och små förändringar av I81 med samma noggrannhet då Ræ är konstant (vid konstant temperatur).

Figur 9 visar en första utföringsform av en uppfinningsenlig anordning 90 för att spegla en ström. I denna utföringsform ska en styrström I” speglas i en huvudström Igl och storleken på styrströmmen I” ska styra storleken på huvudströmmen I,1.

En första och en andra transistorenhet i form av en första 91 och en andra 92 p-kanals transistor är anslutna till matningsspänningen Vfint via en emitter S91 och S” på respektive transistor. Ett styre (gl och (E, på respektive transistor är anslutet till en gemensam referenspunkt Pmf mun i sin tur är ansluten till en styrbar spänningsgenerator 93. Styret GEL och ~ ~ø-. u: so 518159 G” pà respektive transistor kan även vara anslutet till var sin referenspunkt Pmf.

Den andra transistorn 92 är ansluten via en kollektor D” till en styrbar strömgenerator 94 som i sin tur är ansluten till jord. Den styrbara strömgenerator 94 driver' styrströmmen lgz, som ska speglas, genom den andra transistorn 92.

Den första transistorn 91 är ansluten via en kollektor Du till en belastning 98. Huvudströmmen I¶_avges från den första transistorn 91 till belastningen 98.

En styrenhet 95 är ansluten till en första anslutningspunkt P” mellan belastningen 98 och den första transistorns kollektor DN och till en andra anslutningspunkt P” mellan den andra transistorns kollektor Dgzoch den styrbara strömgeneratorn 94.

En bestämd första parameter, kanalbredden, bl hos den första transistorn 91 är väsentligt större än en bestämd andra parameter, kanalbredden, b, hos den andra transistorn 92.

Skalningsfaktorn K (K=b1/bg nællan transistorerna kan t.ex. vara inom intervallet 50-200.

Den styrbara strömgeneratorn 94 ställs in för att driva styrströmmen I92 genom den andra transistorn 92, vilket ger upphov till ett spânningsfall Um” över den andra transistorn.

Styrenheten 95 är anordnad att mäta spänningen i bilda spänningsdifferens U¿uf mellan anslutningspunkterna. Styrenheten respektive anslutningspunkt PM och P” för att en 95 reglerar storleken pà huvudströmmen I,1pà ett sådant sätt att spänningsdifferensen. Uüíf blir så nära OV som möjlig. Detta innebär att huvudströmmen I”_blir en spegling av styrströmmen I92.

Huvudströmmen I,1regleras genom att styrenheten 95 avger en styrsignal Xßef till belastningen 98, vilket medför en strömändring i belastningen 98. Strömändringen i belastningen 98 u .una 518 159 ll medför i sin tur en spänningsändring i anslutningspunkten PN, På detta sätt regleras spänningen i anslutningspunkten P,1sá att den får samma värde som spänningen i anslutningspunkten P92.

Detta medför att ett spänningsfall tßfl och spänningsfallet tßæ över respektive transistor blir lika och att blir storleken på huvudströmmen K ggr större än (strömmarnas storleksförhàllande blir K). Detta innebär att den 1,1 styrströmmen I” mindre styrströmmen I” speglas i den större huvudströmmen In_med en faktor K.

« Om ett nytt värde pà huvudströmmen till belastningen önskas, justeras styrströmmen I” till ett nytt värde genom att den styrbara strömgeneratorn 94 ställs om. Detta medför sedan att huvudströmmen In ställs in och speglas till ett nytt värde enligt ovan.

Transistorerna 91 och 92 är anordnade så att de kan arbeta i resistansomrádet 10 (figur 1) där transistorerna uppträder som varierbara motstånd.

Genom att variera potentialen i referenspunkten Pmf med spänningsgeneratorn 93 förändras styre- emitter spänningen läs som i. sin tur påverkar transistorernas inre resistans Rflàm, Den se figur 2. inre resistansen hos transistorerna kan bàde minskas eller ökas.

Vid mycket små strömmar (låga effekter) är det bra att kunna öka resistansen så att det blir lättare att detektera och reglera smà förändringar i strömmarna, se punkt 21 i figur 2. Vid större strömmar (höga effekter) ska resistansen vara låg så att effektförlusterna blir minimala, se punkt 22 i figur 2. Det går även att kompensera för temperaturvariationer, komponentspridning och variationer i matningsspänningen genom att reglera transistorernas inre resistans Rnson.

Referenspunkten Paf kan anslutas till jord eller en annan fast potential i stället för spänningsgeneratorn 93. Transistorerna o uno n u v u n no - - n . nu 518159 12 måste dock fortfarande vara anordnade så att de arbetar i resistansomràdet 10 (figur 1). I detta fallet saknas möjligheten att reglera resistansen.

Den totala effektförlusten i den andra transistorn 92 och den styrbara strömgeneratorn 94 blir mycket liten eftersom de kan arbeta med mycket smá strömmar I” samtidigt som transistorn 92 arbetar i resistansomràdet 10.

All typer av transistorer, t.ex. MOSFET, går att använda i uppfinningen. Transistorerna 91 och 92 i en och samma anordning 90 bör företrädesvis vara av samma typ, exempelvis av MOSFET Om tvà transistorenheter i form två typ. av n-kanals transistorer ska används kan deras kollektorer anslutas till matningsspänningen Vmmc och deras emittrar till strömgeneratorn 94 respektive belastningen 98.

Som den första transistorn 91 i figur 9 kan i vissa fall en redan befintlig transistor används. Ett exempel är en transistor som används för att koppla in respektiveykoppla ur ett slutsteg.

Transistorerna 91 och 92 kan vara anordnade pà samma chips och/eller i samma kapsel men de kan även vara placerade i separata kapslar. Om transistorerna är anordnade i separata kapslar måste de kalibreras noga.

Det går även att integrera de båda transistorerna 91 och 92, strömgeneratorn 94 och styrenheten 95 på ett chips.

Styrenheten 95 kan t.ex. innefatta en operationsförstärkare vars ingångar är anslutna till anslutningspunkterna PM och Pn medan dess utgång är ansluten till belastningen 98.

Den uppfinningsenliga anordning 90, enligt figur 9, är anordnad för att styra storleken på huvudströmmen I,1 med hjälp av o von: n n . n nu u 518159 13 styrströmmen I,2. Detta eliminerar ett behov av att direkt mäta huvudströmmen In eftersom dess storlek ges av hur styrströmmen I,2styrs.

Anordningen 90 kan exempelvis vara anordnad för att styra en ström till ett slutsteg i en sändarenhet som ingår i en portabel radioutrustning. Anordningen 90 kan också vara anordnad för att styra en eller flera strömmar i en mottagarenhet som ingår i en portabel radioutrustning.

Figur 10 visar en andra utföringsfonn av en uppfinningsenlig anordning 100 för att spegla en ström. I denna utföringsform ska huvudströmmen I91 speglas i styrströmmen In och storleken. pá huvudströmmen I,1ska styra storleken på styrströmmen I”.

Den andra utföringsformen bygger pá den första utföringsformen i anslutning till figur 9.

I den andra utföringsformen är styrenheten 95 ansluten till den styrbara strömgeneratorn 94 i stället- för belastningen 98.

Styrenheten 95 är anordnad för att reglera storleken pà styrströmmen In så att spänningsdifferensen U¿uf blir så nära OV som möjligt. Detta innebär att styrströmmen I” blir en spegling av huvudströmmen I,1 , vilket är tvärt om mot den första utföringsformen. Styrströmmen I” regleras genom att styrenheten 95 styr den styrbara strömgeneratorn 94 via styrsignalen Vnfi.

Genom att mäta storlek styrströmmens In storlek kan dess bestämmas. Utifrån detta mätvärde kan storleken pá huvudströmmen beräknas som I”*K. Dà styrströmmen I” är liten kan den exempelvis mätas pà ett känt sätt med hjälp av ett mätmotstànd Rml, mellan transistor 92 och den styrbara strömgeneratorn 94, utan större effektförluster.

E25 S1 8 1 I 2 Z '.' ..' I '..' J. 14 Den uppfinningsenliga anordning 100, enligt figur 10, är anordnad för att mäta storleken pá huvudströmmen I¶_med hjälp av styrströmmen I”.

I övrigt överensstämmer den andra utföringsformen med den första utföringsformen i anslutning till figur 9.

Anordningen 100 kan exempelvis vara anordnad för att mäta en ström till ett slutsteg i en sändarenhet som ingår i en portabel radioutrustning. Anordningen 100 kan också vara anordnad för att mäta en eller flera strömmar i en mottagarenhet som ingår i en portabel radioutrustning.

Ett första förfarande för att styra huvudströmmen In med hjälp av en spegling enligt den föreslagna uppfinningen kan rent allmänt beskrivas med hänvisning till ett flödesdiagram i figur ll.

I ett första steg 111 inställs en viss konstant första ström i en första resistiv gren 96, se figur 9. Detta steg motsvaras i figur 9 av att styrströmmen I” ställs in medelst strömgeneratorn 94.

I ett andra steg 112 avbildas den första strömmen till en andra strönx i en. andra resistiv' gren 97, se figur 9, innefattande belastningen 98. Detta kan exempelvis åstadkommas genom en strömspegling mellan de två transistorerna 91 och 92 i figur 9.

Strömmen I91 i den andra resistiva grenen 97 blir större än strömmen In i den första resistiva grenen 96 då transistor 91 har en större kanalbredd b än transistor 92.

I ett tredje steg 113 bildas en storhet som svarar mot skillnaden mellan den första och den andra strömmens storlek. u nu; 518 159 .

Detta steg motsvaras i figur 9 av att differensspänningen läüf bildas.

I ett fjärde steg 114 kontrolleras storleksförhållandet mellan strömmarna genom att storhetens värde kontrolleras. Är värdet lika med ett förutbestämt värde, företrädesvis 0 (Ja i figur 11) fortsätter förfarandet med ett sjätte steg 116. Detta motsvaras i figur 9 av att huvudströmmen Im_ är K ggr större än styrströmmen I”. Om värdet inte är lika med det förutbestämda värdet, (Nej i figur 11) fortsätter förfarandet med ett femte steg 115.

I det femte steget 115 justeras den andra strömmen så att den nämnda storheten i huvudsak blir det förutbestämda värdet, vilket medför att den andra strömmen huvudsakligen blir K ggr större än den första strömmen. Detta steg motsvaras i figur 9 av att styrenheten 95 avger ett börvärde Vmf till belastningen 98 som medför att belastningen 98 minskar eller ökar strömmen I” tills differensspänningen U¿üf i huvudsak blir OV.

I det sjätte steget 116 beslutas om storleken på den första strömmen ska justeras. Om den första strömmen ska justeras återgår förfarandet till det första steget 111. Detta motsvaras i figur 9 av att styrströmmen In ställs in till ett nytt värde medelst strömgeneratorn 94. Om den första strömmen inte ska justeras återgår förfarandet till det tredje steget 113. Detta motsvaras i figur 9 av att differensspänningen U¿ñf kontrolleras på nytt.

Om någon ytterligare justering ej ska ske, kan förfarandet avbrytas eller upprepas med vissa bestämda intervaller.

,. . HH.25 .. - . . . ,, 518 159 16 Ett andra förfarande för att styra huvudströmmen Iglmed hjälp av en spegling enligt den föreslagna uppfinningen bygger pà det första förfarandet. Rent allmänt beskrivs det andra förfarandet med hänvisning till ett flödesdiagram i figur 12.

De första tre stegen 111-113 enligt figur 12 motsvaras av de tre första stegen 111-113 enligt figur 11.

Om värdet i det fjärde steget 114 i figur 12, enligt det första förfarandet, är det förutbestämda värdet, företrädesvis O, fortsätter förfarandet med ett sjunde steg 121. Om värdet inte är lika med det förutbestämda värdet fortsätter förfarandet med det femte steget 115, enligt det första förfarandet.

Efter det femte steget 115 fortsätter förfarandet med det sjunde steget 121.

I det sjunde steget 121 beslutas om resistansen i de resistiva grenarna ska justeras. Om resistansen inte ska justeras fortsätter förfarandet med. det sjätte steget 116, enligt det första förfarandet. Om resistansen ska fortsätter justeras förfarandet med ett åttonde steg 122. Resistansen justeras bl.a. för att kompensera för temperaturvariationer, olika storlek på strömmen och komponentspridning.

I det åttonde 122 båda steget resistansen i de justeras resistiva grenarna varefter förfarandet återgår till det sjätte steget 116, enligt det första förfarandet. Detta nwtsvaras i figur 9 av att styre-emitter spänningen 'Qæ hos respektive transistor 91 och 92 justeras av spänningsgeneratorn 93 för att ändra den inre resistansen Rmbni transistorerna. .1-1: - - . » -.

S18 159 17 Ett förfarande för att mäta huvudströmmen In med hjälp av en spegling enligt den föreslagna uppfinningen kan rent allmänt beskrivas med hänvisning till ett flödesdiagram i figur 13.

I ett första steg 131 avbildas en viss andra ström i en andra resistiv gren 97 till en första ström i en första resistiv gren 96, se figur 10. Detta steg motsvaras i figur 10 av att en strömspegling mellan de tvà transistorerna 91 och 92 genomförs.

Strömmen I,1 i den andra resistiva grenen 97 är större än strömmen I” i den första resistiva grenen 96 då transistor 91 har en större kanalbredd b än transistor 92.

I ett andra steg 132 bildas en första storhet som svarar mot skillnaden mellan den första och den andra strömmens storlek.

Detta steg motsvaras i figur 10 av att differensspänningen I%¿fi bildas.

I ett tredje steg 133 kontrolleras storleksförhállandet mellan strömmarna genom att den första storhetens värde kontrolleras. År värdet lika med ett förutbestämt värde, företrädesvis 0 (Ja i figur 13) fortsätter förfarandet med ett femte steg 135. Detta motsvaras i figur 10 av att huvudströmmen In är K ggr större än styrströmmen I92.

Om värdet inte är lika med det förutbestämda värdet (Nej i figur 13) fortsätter förfarandet med ett fjärde steg 134.

I det fjärde steget 134 justeras den andra strömmen så att den första storheten i huvudsak blir det förutbestämda värdet, vilket medför att den första strömmen huvudsakligen blir 1/K av den andra strömmen. Detta steg motsvaras i figur 10 av att styrenheten 95 avger ett börvärde Vmf till den styrbara strömgeneratorn 94 som medför att strömgeneratorn minskar eller 518 159 = 18 ökar styrströmmen I” tills differensspänningen Lßüf i huvudsak blir OV.

I det femte steget 135 bildas en andra storhet Uml som svarar mot den första strömmens storlek. Detta steg motsvaras i figur av att en spänning Uml över mätmotstàndet Rwl mäts, varvid styrströmmen Igzberäknas som Uwl/Rml.

I ett sjätte steg 136 beräknas storleken på den andra strömmen.

Detta steg motsvaras i figur 10 av att huvudströmmen IM_beräknas 30min = K * (Uml/Rloi) - Om någon ytterligare mätning ej ska ske, kan förfarandet avbrytas eller upprepas med vissa bestämda intervaller.

Om resistansen i de resistiva grenarna 97 och 96 behöver justeras kan steg 121 och 122 enligt det andra förfarandet för att styra huvudströmmen Iglutföras.

Uppfinningen kan helt eller delvis realiseras med en processor och tillhörande mjukvara.

Claims (9)

10 15 20 25 30 PATENTKRÄV

1. Anordning för att styra storleken pà en huvudström (IM) till ett visst värde medelst en spegling mellan en styrström (IQ) och huvudströmmen (Ia) innefattande: en första och en andra transistorenhet (60, 70, 91, 92), företrädesvis av samma typ, Vilka var och en uppvisar i huvudsak samma karakteristik (figur 1) avseende sambandet mellan en kollektorströnx och en styre-kollektor spänning, och där (60, 70, 91, 92) är ansluten till en (Pref) I varvid den första respektive transistorenhet matningsspänning (Vgät) och var sin (Pref) I är ansluten till en belastning referenspunkt företrädesvis samma referenspunkt transistorenheten (60, 70, 91) (98) och anordnad att avge huvudströmmen (Ifl) till belastningen (98), och den andra transistorenheten (60, 70, 92) är så anordnad i förhållande till den första transistorenheten (60, 70, 91) att en spegling mellan styrströmmen (IW), vilken drivs genom den andra transistorenheten (60, 70, 92), och huvudströmmen (In) erhålles; en styrenhet (95) ansluten mellan en kollektor (DW, ILW Dn, Dn) pà respektive transistorenhet (60, 70, 91, 92) för att reglera en spänningsdifferens (Ugüf) till huvudsakligen OV; en strömgenerator (94) ansluten till den andra transistorenheten (60, 70, 92), varvid strömgeneratorn (94) är anordnad att driva styrströmmen (lw) genonl den andra transistorenheten (60, 70, 92), k ä n n e t e c k n a d av: att transistorenheterna (60, 70, 91, 92) är anordnade att arbeta j. resistansomràdet (10) 1); pà nämnda karakteristik (figur att den första och den andra transistorenheten 91, 92) (60, 70, vardera är anordnad att innehålla en, bestämd första respektive andra kanalbredd (bl, bQ, (191, vilken påverkar storleken pà strömmen Ifi) genom respektive transistorenhet (60, 70, 10 15 20 25 30 5.18 159 LÛ 91, 92) och där storleken pà den första kanalbredden (bfl är väsentligt större än storleken pà den andra kanalbredden (bg, varvid ett storleksförhàllande (bl/bz), mellan dessa kanalbredder ger en 'viss bestämd skalningsfaktor (K) som är större än 1; att strömgeneratorn (94) är styrbar för att kunna ställa in ett bestämt värde pä styrströmmen (IQ) genom den andra transistorenheten (60, 70, 92); samt att styrenheten (95) är ansluten till belastningen (98) för att storleken pà huvudströmmen (I92) reglera (IQQ multiplicerad med nämnda VarS storlek ges av styrströmmen skalningsfaktor (K).

2. Anordning enligt patentkrav 1, av att den första och den andra 92) 92), k ä 11 n e 1: e <: k 11 a d transistorenheten (60, 70, (91, 91, är en första respektive en andra CMOS-transistor företrädesvis p-kanals CMOS Sw) pà respektive transistor (Vbatt) 92) transistor, varvid en emitter (Sw, 92) (G91: till referenspunkten (91, är ansluten till matningsspänningen och ett (91, är anslutet (D91) är ansluten till belastningen Gn) pà respektive transistor (Pref) I (91) styre och varvid kollektorn pá den första transistorn (98) och (Dn) strömgeneratorn kollektorn på den andra transistorn är ansluten till (94).

3. Anordning enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d (93) av att en varierbar spänningsgenerator (Pref) vilket reglerar transistorernas är ansluten till referenspunkten (Ugs), för att justera en styre-emitter spänning inre resistans (Rmæn).

4. Anordning enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att de båda transistorerna (91, 92) är anordnade i samma kapsel. r o ø n en 10 15 518159 in

5. Anordning enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att de båda transistorerna (91, 92) är anordnade på samma chips.

6. Anordning enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att de båda transistorerna (91, 92) och styrenheten (95) är integrerade på samma chips.

7. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de bàda transistorenheterna (60, 70, 91, 92) är anordnade i samma kapsel.

8. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de bàda transistorenheterna (60, 70, 91, 92) är anordnade på samma chips.

9. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de bàda transistorenheterna (60, 70, 91, 92) och styrenheten (95) är integrerade pà samma chips.