雙向電流傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文件一般涉及，但不是通過限制方式，經(jīng)配置以提供關(guān)于電信號(hào)的極性或幅度 的信息的電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 電流傳感器電路可以包括經(jīng)設(shè)置以檢測(cè)電流并提供相應(yīng)輸出信號(hào)的一個(gè)或多個(gè) 電路元件，諸如輸出電壓信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，電流傳感器電路可經(jīng)配置以提供輸出電壓 信號(hào)，該信號(hào)正比于檢測(cè)到的或測(cè)量到的電流信號(hào)。電流傳感器電路可以被優(yōu)化，以檢測(cè)電 流信號(hào)的幅度或頻率的不同范圍，或在不同環(huán)境條件下進(jìn)行操作。
[0003] 電流傳感器的示例可包括經(jīng)配置為電流-電壓轉(zhuǎn)換器的電阻器。根據(jù)歐姆定律V =IR，電流I通過電阻R產(chǎn)生電壓V。因此，電阻器可對(duì)電流信號(hào)在特定工作范圍上提供基 本線性的電壓響應(yīng)。包括電阻器以提供電流-電壓變換的電流傳感器一般地可以便宜、準(zhǔn) 確，并且可經(jīng)配置以測(cè)量DC或AC電流信號(hào)。然而，基于電阻器的電流傳感器可消耗顯著量 的功率，并且可以在電路路徑中引入不必要的阻力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，除其他事項(xiàng)外，所要解決的問題可包括電流傳感器電路的 改進(jìn)性能。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在一些電流傳感應(yīng)用一種需要，以準(zhǔn)確地測(cè)量雙向電流信 號(hào)并最小化所測(cè)量信號(hào)的功率消耗。本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到需要一種電流傳感器電 路，能精確測(cè)量從熱電冷卻或加熱設(shè)備（TEC)提供或接收的雙向電流，諸如提供有關(guān)TEC的 操作狀態(tài)的信息。在示例中，TEC可用來提供用于光學(xué)裝置的熱控制，諸如光收發(fā)器、光纖放 大器或一個(gè)或多個(gè)其它溫度敏感元件。熱電冷卻或加熱設(shè)備可根據(jù)珀?duì)柼?yīng)進(jìn)行操作， 諸如把熱量從設(shè)備的一側(cè)面引到另一側(cè)。在示例中，當(dāng)橫跨TEC的兩側(cè)施加的電壓為正時(shí)， TEC可處于冷卻模式，并且當(dāng)施加的電壓為負(fù)時(shí)，TEC可處于加熱模式。
[0005] 本主題可以幫助提供這些或其它問題的解決方案，諸如使用包括互補(bǔ)輸出電路的 電流傳感器電路。互補(bǔ)輸出電路可包括經(jīng)配置以在輸出節(jié)點(diǎn)提供或接收負(fù)載電流的第一和 第二晶體管。在互補(bǔ)輸出的第一晶體管可以是第一類型（例如，P型），并且在互補(bǔ)輸出的 第二晶體管可以是不同的第二類型（例如，η型）。負(fù)載電流可以包括在相應(yīng)的第一或第二 參考節(jié)點(diǎn)（例如，V dd和/或GND)的各自第一或第二電流，例如通過第一或第二晶體管的相 應(yīng)一個(gè)。電流傳感器電路可以包括耦接于第一參考節(jié)點(diǎn)（例如，V dd)和鏡像節(jié)點(diǎn)之間的個(gè) 第一鏡像或副本晶體管，以及耦合在鏡像節(jié)點(diǎn)和第二參考節(jié)點(diǎn)之間（如GND)之間的第二鏡 像或副本晶體管。第一和第二鏡像或副本晶體管可以分別是一和第二晶體管的縮放版本。 在一個(gè)示例中，諸如當(dāng)在輸出節(jié)點(diǎn)和鏡像節(jié)點(diǎn)的電壓被驅(qū)動(dòng)至大約相同的電壓幅度時(shí)，電 流傳感器電路可以包括經(jīng)配置以提供信號(hào)的緩沖電路，該信號(hào)表示負(fù)載電流。
[0006] 在一個(gè)示例中，本主題可以通過使用功率轉(zhuǎn)換電路的互補(bǔ)輸出級(jí)感測(cè)負(fù)載電流信 號(hào)幅度或負(fù)載電流信號(hào)極性而幫助提供上面提到的問題的解決方案。該方法可以包括：驅(qū) 動(dòng)第一和第二晶體管，諸如在線性調(diào)節(jié)器的互補(bǔ)輸出級(jí)中，以向輸出節(jié)點(diǎn)提供負(fù)載電流。負(fù) 載電流可以包括從相應(yīng)的第一或第二參考節(jié)點(diǎn)（例如，Vdd和/或GND)通過第一或第二晶 體管的相應(yīng)一個(gè)到輸出節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)第一或第二電流。該方法可以包括：使用分別對(duì)應(yīng)于互 補(bǔ)輸出級(jí)中的所述第一和第二晶體管的第一和第二鏡像晶體管而提供第一縮放負(fù)載電流 信號(hào)，并且使用緩沖器電路以維持或提供跨越第一和第二鏡像晶體管的至少一個(gè)的電壓為 近似橫跨互補(bǔ)輸出級(jí)中的第一和第二晶體管中相應(yīng)一個(gè)的電壓?？梢允褂镁彌_電路提供輸 出電流信號(hào)。在一個(gè)不例中，輸出電流信號(hào)可以包括關(guān)于負(fù)載電流信號(hào)幅度和關(guān)于負(fù)載電 流信號(hào)極性的信息。在一個(gè)示例中，負(fù)載電流信號(hào)幅度和極性可以提供關(guān)于TEC是否運(yùn)行 在加熱或冷卻模式的信息。
[0007] 此概述的目的是提供本專利申請(qǐng)的主題的概述。它并非意在提供本發(fā)明的排他性 或窮盡的說明。詳細(xì)的說明是為了提供關(guān)于本專利申請(qǐng)的進(jìn)一步信息。
【附圖說明】
[0008] 在附圖中，附圖不一定按比例繪制，相同的標(biāo)號(hào)可以描述不同視圖中的相似部件。 具有不同字母后綴的標(biāo)記可以表示類似的組件的不同實(shí)例附圖一般地以舉例的方式（而 不是通過限制方式）示出在本文中所討論的各種實(shí)施例。
[0009] 圖1 一般地示出可以包括熱系統(tǒng)的示例。
[0010] 圖2 -般地示出可以包括用于熱系統(tǒng)的控制電路的示例。
[0011] 圖3 -般地示出可以包括功率調(diào)節(jié)電路的示例。
[0012] 圖4 一般地示出可以包括電流傳感器電路的示例。
[0013] 圖5 -般地示出可以包括電流傳感器電路和微調(diào)電路的示例。
[0014] 圖6 -般地示出可以包括電流傳感器電路和微調(diào)電路的示例。
[0015] 圖7 -般地示出可以包括提供按比例縮放的電流輸出信號(hào)的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 雙向電流傳感器電路可經(jīng)配置以提供電壓信號(hào)或電流信號(hào)，該信號(hào)指示負(fù)載電流 的一個(gè)或多個(gè)特性。例如，電流傳感器電路可以提供關(guān)于負(fù)載電流的頻率、幅值、極性或相 位的信息。電流傳感器電路可經(jīng)配置以消耗負(fù)載電流的最小量功率，以減少功率損耗和負(fù) 載效應(yīng)。在一個(gè)示例中，電流傳感器電路可經(jīng)配置以提供基本上正比于負(fù)載電流的輸出信 號(hào)。
[0017] 某些設(shè)備可以使用具有不同特性的電流信號(hào)進(jìn)行操作，諸如不同大小或極性。例 如，熱電加熱或冷卻設(shè)備（TEC)可經(jīng)配置以響應(yīng)于具有第一量值和第一極性的電流信號(hào)而 在第一方向以第一速率傳遞熱量，并且所述TEC可經(jīng)配置以響應(yīng)于具有第二量值和第二極 性的電流信號(hào)而在第二方向以第二速率傳遞熱量。在一個(gè)示例中，電流傳感器電路可經(jīng)配 置以提供關(guān)于TEC的操作狀態(tài)的信息。例如，電流傳感器電路可以提供指示所述TEC是否 處于加熱模式、冷卻模式或關(guān)閉模式的輸出電壓信號(hào)，并且可以進(jìn)一步提供指示TEC加熱 或冷卻的大小或速度的輸出電壓信號(hào)。
[0018] 圖1 一般地示出熱系統(tǒng)100。熱系統(tǒng)100可包括TEC 102、控制電路110、熱負(fù)荷 105以及散熱器109。在一個(gè)示例中，電流傳感器電路可以與或集成在控制電路110中使 用。在一個(gè)示例中，控制電路110可以包括一個(gè)或多個(gè)功率放大器（諸如，F(xiàn)ET)，經(jīng)配置以 驅(qū)動(dòng)TEC 102?？刂齐妷狠斎胄盘?hào)Vset可以被提供給控制電路110。響應(yīng)于Vset，控制電路 110可以提供負(fù)載電流I。，其經(jīng)配置以維持或調(diào)整TEC 102的加熱或冷卻模式，如以在指定 的溫度下維持熱負(fù)荷105。散熱器109可以被提供以平滑在加熱和冷卻之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)熱 負(fù)荷105被驅(qū)動(dòng)到較低溫度時(shí)，散熱器109可經(jīng)配置以充當(dāng)熱能水槽，或者當(dāng)熱負(fù)荷105被 驅(qū)動(dòng)到更高溫度時(shí)，散熱器109可經(jīng)配置以用作熱能來源。在一個(gè)示例中，控制電壓輸入信 號(hào)V set可以由數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器電路生成，它是熱系統(tǒng)的溫度控制反饋回路的一部分。
[0019] 熱系統(tǒng)100可以包括溫度傳感器107,其經(jīng)配置以提供溫度信號(hào)TS到控制電路 110?？刂齐娐?10可以接收T s，并且作為響應(yīng)，保持或調(diào)節(jié)負(fù)載電流Itj。在一個(gè)實(shí)施例中， 除其他事項(xiàng)外，控制電路110包括：比較T s和參考信號(hào)的比較器電路，經(jīng)配置以提供關(guān)于Ts 和參考信號(hào)之間的差異信息的誤差校正信號(hào)發(fā)生器，和經(jīng)配置以產(chǎn)生負(fù)載電流L的電流信 號(hào)發(fā)生器。
[0020] 在一個(gè)示例中，一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)元件可經(jīng)配置以感測(cè)關(guān)于L的信息，諸如可替換 地或另外使用溫度傳感器107。感測(cè)元件可包括電阻器，諸如與負(fù)載串聯(lián)放置，或感測(cè)