本发明涉及电流检测，具体涉及一种高边开关的电流检测电路。
背景技术：
1、高边开关是一种在生产制造中应用较为普遍的电路，尤其在作为负载开关应用在汽车电子领域，或者是搭配保护功能用作热插拔控制器、浪涌抑制器。其中当高边开关用作负载开关时，为了诊断负载是否正常工作并反馈情况给微控制器，需要精确测量输出电流并控制输出功率。
2、目前高边开关的电流采样大多通过以下两种方式实现：
3、方式一：通过如图1所示的电阻采样方式实现，其原理是通过负载电流通路上的采样电阻rsense来检测电压，再利用放大器的虚短虚断将检测电压施加到电阻r1上，形成pmos管上的采样电流，大小为(rsenseiload)/r1，再将采样电流给到电阻rout上形成电压vout；
4、在实际使用时，虽然这种采样方式结构简单，但是对于负载功率等级有严格限制，当负载电流较大时会在电阻rsense上形成很大的功耗。除此之外对于rsense的阻值和精度有严格的要求。
5、方式二：通过如图2所示的sensefet采样，其原理是利用vdmos功率管的主功率管与采样镜像管的原胞数比值，通过运放环路控制源端电压一致，使得主功率管和采样镜像管的端口电压完全相同，形成与负载电流成比例的采样电流，该比例即为采样镜像管与主功率管的原胞数比。然而该方式在实际使用时需要严格控制运放的失调电压，避免运放失调带来的电流采样误差。
6、目前一般会采用校准或是提前设置修调量的方式来降低失调，但是这样的降低失调方式往往会随着使用时间或者温度变化而产生偏差，失调的动态消除技术很好地解决了这个问题，它不光能够在整个系统使用寿命范围内对失调进行消除，还能够对变化的失调量进行动态消除。
7、传统的运放动态消除失调方法是利用斩波或者自稳零的技术。其中斩波消除失调技术是利用斩波对输入信号进行调制，将输入信号的频率调制到斩波开关频率，在经过运放时同时放大高频的输入信号与低频的失调电压，后再经斩波解调，将放大后的输入信号频率还原回低频，而将放大后的失调电压频率调制到高频，最后经低通滤波器将高频的失调电压信号消除，保留低频的有效输出信号，其原理如图3所示。
8、自稳零技术的原理是在两个时钟周期内分别实现对失调电压的采样和抵消来消除失调电压其原理图如图4所示，失调电压为vos，在f1周期内，开关s2和开关s3闭合，开关s1和开关s4断开，电容c1上形成压降vc=vos；在f2周期内，开关s1和开关s4闭合，开关s2和开关s3断开，vin输入，电容上的vc=vos，抵消运放正输入端的失调电压vos，输出电压vout=vina，在f2周期内形成了消除失调电压后的运放输出。
9、尽管能够对失调电压有降低的效果，但是斩波运放与自稳零运放有着各自明显的缺陷。斩波运放会在斩波频率处引入斩波开关噪声，并且考虑到mos开关的恢复特性，斩波频率不能过高，同时信号输出前还要通过一个频率低于斩波频率的低通滤波器，所以斩波运放整体的带宽较窄，放到系统中的响应速度较低。自稳零运放的缺陷是难以通过简单的结构实现连续时间内的信号放大，并且采样会导致噪声折回基带，使得带内噪声混叠而产生较大的噪声干扰。
技术实现思路
1、鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种高边开关的电流检测电路，所要解决的技术问题是现有高边开关的电流检测电路中使用斩波和自稳零来降低运算放大器的失调电压时存在需要低通滤波器、带宽较窄、不能实现连续时间内的信号放大等问题。
2、为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种高边开关的电流检测电路，包括斩波解调单元、自稳零单元和电流反馈单元；
3、所述斩波解调单元包括斩波单元、失调电压源vos1和解调放大单元；所述自稳零单元包括第一运算放大单元、第二运算放大单元、开关s1、开关s2、开关s3、电容c1、电容c2、失调电压源vos2和失调电压源vos3；
4、所述斩波单元用于对输入的信号进行斩波处理，所述斩波单元的第一输出端通过所述失调电压源vos1与所述解调放大单元的负输入端电连接，所述斩波单元的第二输出端与所述解调放大单元的正输入端电连接；
5、所述解调放大单元的输出端与电容c1一端电连接，所述电容c1另一端与开关s1一端电连接，且通过失调电压源vos3与第二运算放大单元的正输入端电连接；所述第二运算放大单元的负输入端与开关s2一端电连接，且通过电容c2与电源vcc电连接；所述开关s1另一端与所述第二运算放大单元的负输出端电连接，且通过失调低压源vos1与第一运算放大单元的正输入端电连接；所述开关s2另一端分别与所述第二运算放大单元的正输出端和第一运算放大单元的负输入端电连接；所述第一运算放大单元的正输出端通过开关s3与第一运算放大单元的负输出端电连接；
6、所述电流反馈单元与所述第一运算放大单元的正输出端和负输出端电连接，基于第一运算放大单元的正输出端和负输出端的电压差调整输入到所述解调放大单元的正输入端和负输入端的反馈电流大小，所述反馈电流用于调整所述解调放大单元的输出。
7、在某种实施方式中，所述解调放大单元包括mos管n1、mos管n2、mos管n3、mos管n4、mos管n5、mos管n6、mos管n7、mos管n8、mos管p1、mos管p2、mos管p3、mos管p4、解调器cp1、解调器cp2和电阻r1；
8、mos管p1的源极与mos管p2的源极电连接，且与电源vcc电连接；mos管p1的栅极和mos管p2的栅极用于输入偏置电压vbias2，mos管p1的漏极和mos管p2的漏极通过解调器cp1与mos管p3的源极和mos管p4的源极电连接，mos管p3的栅极和mos管p4的栅极用于输入偏置电压vbias3，mos管p3的漏极分别与mos管n7的漏极、mos管n5的栅极和mos管n6的栅极电连接，mos管p4的漏极与mos管n8的漏极电连接，mos管n7的栅极和mos管n8的栅极用于输入偏置电压vbias4，mos管n7的源极和mos管n8的源极通过解调器cp2与mos管n5的漏极和mos管n6的漏极电连接，mos管n5的源极和mos管n6的源极均接地；
9、mos管p1的漏极还与mos管n1的漏极电连接，mos管p2的漏极还与mos管n2的漏极电连接，mos管n1的栅极为所述解调放大单元的正输入端，mos管n2的栅极为所述解调放大单元的负输入端，mos管n1的源极分别与电阻r1一端和mos管n3的漏极电连接，mos管n2的源极分别与电阻r1另一端和mos管n4的漏极电连接，mos管n3的栅极和mos管n4的栅极用于输入偏置电压vbias1；mos管n3的源极和mos管n4的源极均接地。
10、在某种实施方式中，所述电流反馈单元包括模数转换单元、时钟信号产生单元和反馈电流产生单元，所述模数转换单元基于所述第一运算放大单元的正输出端和负输出端的电压差生成数字信号，所述时钟信号产生单元基于所述数字信号产生时钟控制信号，所述反馈电流产生单元基于所述时钟控制信号产生所述反馈电流。
11、在某种实施方式中，所述模数转换单元包括传输门tg1、传输门tg2、传输门tg3、mos管p10、mos管p11、mos管p12、mos管n10、mos管n11和mos管n12；
12、mos管p10的源极用于与电源vcc电连接，mos管p10的栅极用于接入时钟信号cp，mos管p10的漏极分别与mos管p11的源极和mos管p12的源极电连接，mos管p11的栅极分别与mos管p12的漏极、mos管n12的漏极、mos管n11的栅极传输门tg3的输入端和传输门tg2的输出端电连接，mos管p12的栅极分别与mos管p11的漏极、mos管n11的漏极、mos管n12的栅极和传输门tg1的输出端电连接，传输门tg1的输入端与所述第一运算放大单元的正输出端电连接，传输门tg2的输入端与所述第一运算放大单元的负输出端电连接，mos管n12的源极和mos管n11的源极通过mos管n10接地；
13、所述传输门tg1的第一控制端和传输门tg2的第一控制端分别用于输入第一时钟信号，所述传输门tg1的第二控制端和传输门tg2的第二控制端分别用于输入第二时钟信号，所述第一时钟信号和第二时钟信号为相反的两种时钟信号，所述mos管n10的栅极用于输入第二时钟信号；
14、所述传输门tg3的第一控制端用于输入第三时钟信号，所述传输门tg3的第二控制端用于输入第四时钟信号，所述第三时钟信号和第四时钟信号为相反的两种时钟信号，所述第三时钟信号与第一时钟信号的频率相同，所述第三时钟信号的高电平区间在所述第一时钟信号的低电平区间内；所述传输门tg3的输出端输出所述数字信号。
15、在某种实施方式中，所述开关s1、开关s2和开关s3的控制端分别输入开关控制信号，所述开关控制信号与所述第一时钟信号相同。
16、在某种实施方式中，所述反馈电流产生单元包括mos管n20和mos管n21，mos管n20的漏极分别与电流源iref2和mos管n20的栅极电连接，mos管n20的源极分别与八个mos管n22的漏极、八个mos管n23的栅极和八个mos管n24的栅极电连接，八个mos管n23的源极和八个mos管n24的源极均接地；
17、mos管n21的漏极分别与电流源iref1、mos管n21的栅极、八个mos管n22的栅极和八个mos管n25的栅极电连接，mos管n21的源极接地，八个mos管n22的源极与八个mos管n23的漏极对应连接，八个mos管n25的源极与八个mos管n24的漏极对应连接；
18、八个mos管n25的漏极分别与八个mos管n26的源极和八个mos管n27的源极对应连接，八个mos管n26的栅极分别与反相器inv6的输入端电连接，八个mos管n27的栅极分别与反相器inv6的输出端电连接；
19、四个mos管n26的漏极分别与mos管n36的栅极、mos管n36的漏极、mos管n37的漏极、mos管n38的漏极、mos管n39的漏极和mos管n1的源极电连接，剩余四个mos管n26的漏极与四个mos管n28的源极对应连接，所述四个mos管n28的栅极分别与反相器inv5的输出端电连接，两个mos管n28的漏极分别与mos管n1的源极电连接，剩余两个mos管n28的漏极与两个mos管n30的源极电连接，两个mos管n30的栅极分别与反相器inv4的输出端电连接，一个mos管n30的漏极与mos管n1的源极电连接，另一个mos管n30的漏极分别与mos管n32的源极、mos管n33的源极、mos管n34的源极和mos管n35的源极电连接，mos管n32的栅极、mos管n33的栅极、mos管n34的栅极和mos管n35的栅极分别与mos管n20的栅极电连接；mos管n32的漏极与mos管n36的源极电连接，mos管n33的漏极分别与mos管n37的源极和mos管n40的源极电连接，mos管n34的漏极分别与mos管n38的源极和mos管n41的源极电连接，mos管n35的漏极分别与mos管n39的源极和mos管n42的源极电连接；mos管n37的栅极与反相器inv1的输出端电连接，mos管n38的栅极与反相器inv2的输出端电连接，mos管n39的栅极与反相器inv3的输出端电连接，mos管n40的栅极与反相器inv1的输入端电连接，mos管n41的栅极与反相器inv2的输入端电连接，mos管n42的栅极与反相器inv3的输入端电连接；
20、mos管n40的漏极分别与mos管n41的漏极、mos管n42的漏极、mos管n2的源极和四个mos管n27的漏极电连接，剩余四个mos管n27的漏极与四个mos管n29的源极对应连接，四个mos管n29的栅极与反相器inv5的输入端电连接，两个mos管n29的漏极与mos管n40的漏极电连接，另外两个mos管n29的漏极与两个mos管n31的源极电连接，两个mos管n31的栅极与反相器inv4的输入端电连接，一个mos管n31的漏极与mos管n40的漏极电连接，另一个mos管n31的漏极与mos管n30的漏极电连接；
21、反相器inv1至反相器inv6的输入端分别用于输入时钟信号产生单元产生的时钟控制信号。
22、本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：在实际使用时，本发明通过自稳零单元对斩波解调单元的输出信号进行检测，并通过电流反馈单元生成输入到斩波解调单元的反馈电流，通过反馈电流来调整斩波解调单元的输出，从而通过电流反馈的方式消除斩波解调单元输出的信号中的高频失调电压纹波；而且斩波解调单元中去除了低通滤波器，能够提高运放的带宽和提高电路的响应速度；另外通过用小面积的反馈电流产生电路来代替大面积的滤波电路，能节约芯片面积。
1.一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，包括斩波解调单元、自稳零单元和电流反馈单元；
2.根据权利要求1所述的一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，所述解调放大单元包括mos管n1、mos管n2、mos管n3、mos管n4、mos管n5、mos管n6、mos管n7、mos管n8、mos管p1、mos管p2、mos管p3、mos管p4、解调器cp1、解调器cp2和电阻r1；
3.根据权利要求2所述的一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，所述电流反馈单元包括模数转换单元、时钟信号产生单元和反馈电流产生单元，所述模数转换单元基于所述第一运算放大单元的正输出端和负输出端的电压差生成数字信号，所述时钟信号产生单元基于所述数字信号产生时钟控制信号，所述反馈电流产生单元基于所述时钟控制信号产生所述反馈电流。
4.根据权利要求3所述的一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，所述模数转换单元包括传输门tg1、传输门tg2、传输门tg3、mos管p10、mos管p11、mos管p12、mos管n10、mos管n11和mos管n12；
5.根据权利要求4所述的一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，所述开关s1、开关s2和开关s3的控制端分别输入开关控制信号，所述开关控制信号与所述第一时钟信号相同。
6.根据权利要求3所述的一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，所述时钟信号产生单元包括与非门nand1、与非门nand2、与非门nand3、反相器inv50、反相器inv51、或非门nor1和六个时钟产生支路；
7.根据权利要求6所述的一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，所述反馈电流产生单元包括mos管n20和mos管n21，mos管n20的漏极分别与电流源iref2和mos管n20的栅极电连接，mos管n20的源极分别与八个mos管n22的漏极、八个mos管n23的栅极和八个mos管n24的栅极电连接，八个mos管n23的源极和八个mos管n24的源极均接地；
8.根据权利要求7所述的一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，反相器inv1的输入端用于输入时钟控制信号cp1，反相器inv2的输入端用于输入时钟控制信号cp2。
9.根据权利要求7所述的一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，反相器inv3的输入端用于输入时钟控制信号cp3，反相器inv4的输入端用于输入时钟控制信号cp4。
10.根据权利要求7所述的一种高边开关的电流检测电路，其特征在于，反相器inv5的输入端用于输入时钟控制信号cp5，反相器inv6的输入端用于输入时钟控制信号cp6。
