檢測器和電壓變換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檢測器和電壓變換器。用于檢測待感測信號的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的檢測器包括磁阻結(jié)構(gòu)和檢測單元。所述磁阻結(jié)構(gòu)取決于由待感測信號的電流引起的磁場而改變阻抗。此外，所述檢測單元基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量來生成并提供指示關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的電流檢測信號。
【專利說明】檢測器和電壓變換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實施例涉及電流檢測概念領(lǐng)域，以及尤其涉及一種實施電流檢測的檢測器，電壓變換器和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在許多應(yīng)用中，可靠并精確地檢測信號內(nèi)的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)是一項重要的任務(wù)。例如，電力電子領(lǐng)域中一直增加的要求導(dǎo)致更高的開關(guān)頻率和更復(fù)雜的布局。如果能夠保證電力開關(guān)只有在電流的零交叉才被開關(guān)，則能夠提供構(gòu)成極其高效的電壓變換器的可能性。進入兆赫茲區(qū)域的開關(guān)頻率引起由信號形狀的對應(yīng)分辨率所得到的數(shù)納秒的必要時間采樣率。換句話說，應(yīng)精確并且非常快速地測量現(xiàn)代、高效的開關(guān)電壓變換器中的零電流交叉(或者零電流檢測，208)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]實施例涉及一種用于檢測待感測信號的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的檢測器。所述檢測器包括磁阻結(jié)構(gòu)和檢測單元。磁阻結(jié)構(gòu)被配置以取決于由待感測信號的電流引起的磁場來改變阻抗。檢測單元被配置以基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量來產(chǎn)生并提供指示關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的電流檢測信號。
[0004]磁阻結(jié)構(gòu)包括對改變的磁場的非常快速地響應(yīng)。因此，使用磁阻結(jié)構(gòu)，能夠提供非?？焖俚碾娏鳈z測。結(jié)果，能夠在時間上非常精確地分辨關(guān)注電流的出現(xiàn)。以這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的零電流檢測或短路的檢測。此外，能夠容易地提供電勢分離。更近一步地，能夠以低工作量來實現(xiàn)提出的結(jié)構(gòu)。
[0005]一些實施例涉及一種檢測待感測信號零電流的零電流檢測器。該設(shè)備包括磁阻結(jié)構(gòu)和檢測單元。磁阻結(jié)構(gòu)被配置以取決于由待感測信號的電流引起的磁場，來改變阻抗。檢測單元被配置成基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生并提供指示待感測信號的零電流的零電流檢測信號。
[0006]磁阻結(jié)構(gòu)包括對改變的磁場的非常快速地響應(yīng)。因此，使用磁阻結(jié)構(gòu)，能夠提供非?？焖俚牧汶娏鳈z測。結(jié)果，能夠在時間上非常精確地分辨零電流交叉。此外，能夠容易地提供電勢分離。更進一步地，能夠以低工作量來實現(xiàn)提出的結(jié)構(gòu)。
[0007]在一些實施例中，實現(xiàn)磁阻結(jié)構(gòu)，以使得阻抗的改變是基于巨磁阻效應(yīng)或隧道磁阻效應(yīng)的。這種結(jié)構(gòu)可提供非常高的時間分辨率。
[0008]在一些實施例中，在同一半導(dǎo)體管芯上，制造磁阻結(jié)構(gòu)和被配置以承載待感測信號的電導(dǎo)電線。以這種方式，能夠提供高度集成，節(jié)省空間的電路。
[0009]一些實施例涉及一種包括輸入單元、磁阻結(jié)構(gòu)、檢測單元和變換器單元的電壓變換器。輸入單元被配置以接收待變換的電壓信號。磁阻結(jié)構(gòu)被配置以取決于由待變換的電壓信號，或者通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號引起的磁場，來改變阻抗。此夕卜，檢測單元被配置以基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生并提供指示在待變換的電壓信號或通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號之內(nèi)，關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的電流檢測信號。變換器單元被配置以基于電流檢測信號，把待變換的電壓信號或通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號變換成變換電壓信號。
[0010]通過使用用于檢測待變換的電壓信號或處理電壓信號的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的磁阻結(jié)構(gòu)，能夠非常精確并且高時間分辨率地檢測電流。因此，能夠以增加的效率來變換電壓信號。
[0011]一些實施例涉及一種包括輸入單元、磁阻結(jié)構(gòu)、檢測單元和變換器單元的電壓變換器。輸入單元被配置以接收待變換的電壓信號。磁阻結(jié)構(gòu)被配置以取決于由待變換的電壓信號，或通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號引起的磁場，來改變阻抗。檢測單元被配置以基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生并提供指示待變換的電壓信號或通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號的零電流的零電流檢測信號。此外，變換器單元被配置以基于零電流檢測信號，把待變換的電壓信號或通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號變換成變換電壓信號。
[0012]通過使用用于檢測待變換的電壓信號或處理電壓信號的零電流的磁阻結(jié)構(gòu)，能夠非常精確并且高時間分辨率地檢測零電流。因此，能夠以增加的效率來變換電壓信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面將參考附圖，僅通過舉例的方式描述設(shè)備和/或方法的一些實施例，其中:
圖1示出零電流檢測器的示意圖。
[0014]圖23示出取決于所施加的磁場而改變的磁阻結(jié)構(gòu)的阻抗的示意圖。
[0015]圖26示出取決于所施加的磁場而改變的磁阻結(jié)構(gòu)的阻抗的另一個示意圖。
[0016]圖3示出待感測信號和所得到的零電流檢測信號的示意圖。
[0017]圖43示出具有磁阻結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管芯的示意橫截面圖。
[0018]圖仙示出圖如的橫截面的細節(jié)的電子顯微鏡圖像。
[0019]圖4(3示出磁阻結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0020]圖4(1示出用于調(diào)節(jié)磁阻結(jié)構(gòu)最大靈敏度范圍的調(diào)節(jié)模塊的示意圖。
[0021]圖5示出電壓變換器的示意圖。
[0022]圖63示出另一個電壓變換器的示意圖。
[0023]圖6)3不出另一個電壓變換器的不意圖。
[0024]圖73示出電壓變換器的一部分。
[0025]圖76示出在圖73中所示的電壓變換器的一部分中，用于磁阻結(jié)構(gòu)的可能位置。
[0026]圖8示出用于實施零電流檢測的方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在將參考其中圖解說明一些示例實施例的隨附附圖，更充分地描述各種示例實施例。圖中，為了清楚起見，可以夸大線、層和/或區(qū)域的厚度。
[0028]相應(yīng)地，雖然示例實施例允許各種修改和替換地形式，不過在附圖中例示的方式顯示并且這里詳細描述其實施例。然而應(yīng)理解，并不意圖把示例實施例限制于公開的特殊形式，但是相反，示例實施例覆蓋落入在本公開的范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換方案。貫穿于圖的中，相同的編號提及相同或類似的元件。
[0029]應(yīng)理解，當元件被提及是“連接”或“耦接”到另一個元件時，它能夠被直接連接或耦接到其它元件，或者可以存在插入元件。相反，當元件被提及是“直接連接”或“直接耦接”到另一個元件時，則不存在插入元件。應(yīng)以類似的風(fēng)格解釋用于描述元件之間關(guān)系的其它用語(例如，“在……之間”與“直接在……之間”相對，“鄰近”與“直接鄰近”相對等)。
[0030]這里使用的術(shù)語只僅僅是為了描述具體實施例的目的，并且并不意圖限制示例實施例。如這里使用的單數(shù)形式“一”，“一個”和“這個”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確地指示別的方式。應(yīng)進一步理解，當術(shù)語“包含”，“包含有”和/或“包括”，“包括有”在這里使用時，明確說明陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但是不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組的存在或附加。
[0031]除非以別的方式限定，否則這里使用的所有用語(包括技術(shù)和科學(xué)用語)具有與示例實施例所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。應(yīng)進一步理解，用語(例如，在普通使用的詞典中限定的那些用語)應(yīng)被解釋成具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的上下文中的含義一致的含義，并且不應(yīng)被理想化地或者過度正式地意義，除非這里被特別地這樣限定。
[0032]圖1示出根據(jù)實施例的用于檢測待感測信號102的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的檢測器100或電流檢測器的示意圖。檢測器100包括磁阻結(jié)構(gòu)110和檢測單元120。檢測單元120連接到磁阻結(jié)構(gòu)110。磁阻結(jié)構(gòu)110取決于由待感測信號的電流引起的磁場，來改變阻抗。此外，檢測單元基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生并提供指示關(guān)注的電流強度的出現(xiàn)，或者指示待感測信號的電流是否包括關(guān)注的電流強度的信息的電流檢測信號。
[0033]磁阻結(jié)構(gòu)包括對改變的磁場非常快速的響應(yīng)。因此，通過使用磁阻結(jié)構(gòu)，能夠提供非常快速的電流檢測。結(jié)果，能夠在時間上非常精確地分辨關(guān)注電流的出現(xiàn)。以這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的零電流檢測或短路的檢測。此外，能夠容易地提供電勢分離。更近一步地，能夠以低工作量來實現(xiàn)提出的結(jié)構(gòu)。
[0034]可以各種方式實現(xiàn)磁阻結(jié)構(gòu)110。例如，獨立于精密的配置，這樣的磁阻結(jié)構(gòu)可基于施加于磁阻結(jié)構(gòu)110的磁場，來改變電阻抗。例如，磁阻結(jié)構(gòu)110可包括至少一個磁性層(例如包括或由磁性材料組成)?；谶@樣的磁性層，能夠?qū)崿F(xiàn)基于各向異性磁阻效應(yīng)的磁阻結(jié)構(gòu)。替換地，磁阻結(jié)構(gòu)110至少可包括被布置在第一磁性層和第二磁性層(或者更多這樣的層)之間的非磁性層(例如，包括或由非磁性材料組成)，以使得該疊層的阻抗取決于由待感測信號102的電流引起的磁場而改變。換句話說，磁阻結(jié)構(gòu)110可以通過交替的磁性層(例如，鐵)和非磁性層的疊層來實現(xiàn)。
[0035]例如，非磁性層(例如，鉻)可以是電導(dǎo)電層，以使得阻抗的改變是基于巨磁阻效應(yīng)的。替換地，非磁性層可以是電絕緣層(例如，氧化鎂)，以使得阻抗的改變是基于隧道磁阻效應(yīng)的。
[0036]這樣的磁阻結(jié)構(gòu)110的電阻抗取決于在磁阻結(jié)構(gòu)110的位置處的磁場而改變或者作為在磁阻結(jié)構(gòu)110的位置處的磁場的函數(shù)而改變。磁場可由任意源引起。然而，與遠離磁阻結(jié)構(gòu)110的源相比，在磁阻結(jié)構(gòu)附近的源貢獻了在磁阻結(jié)構(gòu)110位置處的磁場的顯著更大的部分。因此，磁阻結(jié)構(gòu)110可被置于待感測信號102的附近。例如，與磁場的其它源相比，可以更接近于承載待感測信號102的電導(dǎo)電元件或電導(dǎo)電線地放置磁阻結(jié)構(gòu)110，以使得在磁阻結(jié)構(gòu)110的位置處的磁場主要(例如，超過50，超過70%，或者超過90%)由待感測信號102的電流引起。
[0037]在磁阻結(jié)構(gòu)110的位置處，越高的電流造成越大的磁場，在磁阻結(jié)構(gòu)110的位置處，越低的電流造成越低的磁場。例如，如果在磁阻結(jié)構(gòu)110的位置處不存在磁場的話，貝0磁阻結(jié)構(gòu)110可包括最高的電阻抗。結(jié)果，如果待感測信號102可包括零電流狀態(tài)或零電流交叉，則這樣的磁阻結(jié)構(gòu)110可包括最大的電阻抗。
[0038]圖23中示出了磁阻結(jié)構(gòu)的電阻抗(例如，關(guān)于在零磁場下的阻抗)與在磁阻結(jié)構(gòu)110的位置處的磁場的依存關(guān)系的示例。示出了用于磁阻結(jié)構(gòu)110的不同配置的三個示例。例如，可以獲得無磁場狀態(tài)下的高達80%的阻抗的增加。替換地，磁阻結(jié)構(gòu)110可包括在其它非零磁場下的一個或多個最大值或最小值。這可能受磁阻結(jié)構(gòu)的各層的材料和厚度影響。
[0039]此外，圖26示出具有可能的磁滯現(xiàn)象的(--傳遞特性的示例。曲線圖示出(--結(jié)構(gòu)的阻抗隨618結(jié)構(gòu)處的磁場的改變。例如，考慮到歸因于磁滯現(xiàn)象的平均阻抗4。，在磁場強度815%和磁場強度885%之間，獲得阻抗的最大靈敏度或最大改變的范圍，磁場強度815%指示引起(--結(jié)構(gòu)的最大阻抗I的15%的阻抗只15%的磁場，磁場強度885%指示引起(--結(jié)構(gòu)的最大阻抗的85%的阻抗尺85%的磁場。
[0040]例如，最大靈敏度的范圍可以是包括最高阻抗改變的磁場范圍，或者可以包括阻抗的近似線性的改變。
[0041]以這種方式，可以感測任意電信號的電流狀態(tài)(例如，預(yù)定電流強度，零電流狀態(tài)或零電流交叉)，并且能夠提供對應(yīng)的電流檢測信號122。
[0042]待感測信號102的電流的關(guān)注電流強度可以是由待感測信號102的電流達到的任意電流強度。例如，關(guān)注的電流強度可取決于設(shè)備100的應(yīng)用。例如，設(shè)備100可用于檢測電電路內(nèi)的臨界電流，或者信號的零電流。如果檢測到臨界電流強度，則電流檢測信號122可用于觸發(fā)安全措施，或者如果檢測到零電流，則可觸發(fā)晶體管的開關(guān)。
[0043]檢測單元120基于磁阻結(jié)構(gòu)110的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生電流檢測信號122。改變的阻抗的量可以是指示磁阻結(jié)構(gòu)110的阻抗大小的值。換句話說，檢測單元120可反復(fù)(例如，連續(xù)地或者間隔任意時間地)測量磁阻結(jié)構(gòu)110的阻抗，或者可產(chǎn)生指示所述阻抗或者與阻抗成比例，或者取決于阻抗的信號。既然磁阻結(jié)構(gòu)110的阻抗取決于施加于磁阻結(jié)構(gòu)110的磁場的強度，并且所述磁場取決于待感測信號102的電流強度，則基于該磁阻結(jié)構(gòu)110的改變的阻抗的量的檢測，能夠識別待感測信號102內(nèi)電流狀態(tài)。
[0044]零電流檢測信號122指示待感測信號102的關(guān)注電流強度。電流檢測信號122可以各種方式，含有關(guān)于電流的該信息(例如，零電流狀態(tài)或零電流交叉例如，電流檢測信號可以是在磁阻結(jié)構(gòu)110的阻抗的檢測量對應(yīng)于待感測信號102的電流的關(guān)注電流強度時，包括峰值的數(shù)字或模擬信號。
[0045]例如，通過產(chǎn)生指示磁阻結(jié)構(gòu)110的阻抗的傳感器信號，檢測單元120可檢測磁阻結(jié)構(gòu)110的改變的阻抗的量。可以比較傳感器信號和預(yù)定閾值，所述預(yù)定閾值指示在待感測信號102的電流的關(guān)注電流強度下或者接近于待感測信號102的電流的關(guān)注電流強度下的磁阻結(jié)構(gòu)110的阻抗(例如，在待感測信號的電流的關(guān)注電流強度下，具有與磁阻結(jié)構(gòu)110的阻抗的偏差小于10%，小于5%或者小于1%的偏差)。換句話說，檢測單元110可測量磁阻結(jié)構(gòu)110的電阻抗，以及比較測量的阻抗和指示參考值的預(yù)定閾值，所述參考值表示在電流的關(guān)注電流強度下或接近于電流的關(guān)注電流強度下的阻抗。為此，檢測單元120可選地包括產(chǎn)生傳感器信號的阻抗測量單元，和比較傳感器信號與預(yù)定閾值的比較器。
[0046]可能僅僅檢測在待感測信號102的時間進程期間出現(xiàn)的一些電流狀態(tài)就充分了。替代地，檢測單元120可產(chǎn)生指示待感測信號102的電流的每個關(guān)注電流強度(例如，零電流交叉)的時間出現(xiàn)的電流檢測信號102。以這種方式，待感測信號102的電流狀態(tài)的時間出現(xiàn)可用電流檢測信號122表示或提供。
[0047]圖3示出待感測信號310(隨著時間改變的電流)和所得到的電流檢測信號320(隨著時間改變的電壓)的示例，如果關(guān)注的電流強度是待感測信號310的零電流。所示示例是基于(--的零電流檢測的定性模擬。例如，該圖圖解電流310和等同于阻抗改變的信號320的信號形狀。
[0048]零電流檢測器100可用于包括具有低頻(例如，50?)的關(guān)注電流狀態(tài)的待感測信號102。然而，既然磁阻結(jié)構(gòu)110允許對磁場改變非常快速的響應(yīng)，則所提出的檢測器100也可用于含有具有頻率非常高(例如，大于1紐2，大于100紐2或者大于1冊12)的關(guān)注電流狀態(tài)的信號。換句話說，待感測信號102可包括具有大于1紐2或者甚至大于1冊12的頻率的關(guān)注電流狀態(tài)。
[0049]提出的檢測器100可以用于各種配置中。檢測器100的磁阻結(jié)構(gòu)110可被放置在接近于承載待感測信號102的任意電導(dǎo)電元件(例如，布線或電導(dǎo)電線待感測信號102和檢測器100可以是獨立的電路的一部分，并且結(jié)果，可以獨立于承載待感測信號102的電導(dǎo)電元件地制造檢測器100。
[0050]替換地，檢測器100可被放置在和承載待感測信號102的電導(dǎo)電元件相同的半導(dǎo)體管芯上。換句話說，可在同一的半導(dǎo)體管芯上，制造磁阻結(jié)構(gòu)110和被配置以承載待感測信號102的電導(dǎo)電線。以這種方式，磁阻結(jié)構(gòu)110可以置于非常接近于待感測信號102之處，以使得能夠提供精確限定的環(huán)境，并能夠獲得高精度。磁場的其它源的影響可忽略不計。此外，可以普通地制造檢測器100和待感測信號的線路，以使得成本能夠被保持為低。
[0051]圖如示出圖解說明檢測器的磁阻結(jié)構(gòu)0110410和承載待感測信號的電導(dǎo)電線420的半導(dǎo)體管芯400的示意橫截面的示例。在半導(dǎo)體管芯400的金屬間氧化物層430和鈍化層440之間，制造磁阻結(jié)構(gòu)410。直接在磁阻結(jié)構(gòu)410之下，制造最接近于磁阻結(jié)構(gòu)410的電導(dǎo)電線420的一部分，同時金屬間氧化物層430在中間。半導(dǎo)體管芯400可選擇地包括由金屬間氧化物層460分隔的一個或更多的附加金屬層450?？稍诎雽?dǎo)體管芯400的半導(dǎo)體襯底470上制造疊層，以使得能夠?qū)崿F(xiàn)集成電路的大的改變。
[0052]圖4)3示出圖43中所示的橫截面的細節(jié)。所述細節(jié)示出通過鶴通孔432 (1118)，連接到下面的金屬層422的磁阻結(jié)構(gòu)410((--)。
[0053]圖如和/或圖仙的示例可表示用于巨磁阻結(jié)構(gòu)((--)的整體集成概念。把所示的原理結(jié)合到電力開關(guān)技術(shù)中也是可能的。
[0054]為了各種目的，把電流檢測信號122提供給外部電電路(例如，在另一個半導(dǎo)體管芯上制造的電路)，或者提供給在同一半導(dǎo)體管芯上的電電路。
[0055]例如，檢測器100或外部電電路可包括開關(guān)元件(例如，場效應(yīng)晶體管或雙極晶體管)。這種情況下，檢測單元120可把電流檢測信號122提供給開關(guān)元件，以使得由待感測信號102的電流的關(guān)注電流強度(例如，零電流狀態(tài)或零電流交叉)的出現(xiàn)，來觸發(fā)開關(guān)元件的開關(guān)。換句話說，為了使開關(guān)元件的開關(guān)和關(guān)注的電流狀態(tài)的出現(xiàn)同步，檢測器100可檢測由待感測信號102包含的電流狀態(tài)的關(guān)注電流強度的時間出現(xiàn)。
[0056]可選擇地，替換地或附加于上面提及的一個或多個方面，通過使用磁阻結(jié)構(gòu)110，檢測器100可提供關(guān)于待感測信號102的進一步信息。例如，檢測單元120可產(chǎn)生指示關(guān)于待感測信號102的磁場強度或電流強度的信息的測量信號。零電流檢測信號122和測量信號可以是獨立的信號，或者可以是包括關(guān)于待感測信號102的電流的關(guān)注電流強度的信息和關(guān)于待感測信號102的磁場強度或電流強度的信息的相同信號。以這種方式，磁阻結(jié)構(gòu)110可用于獲得關(guān)于待感測信號102的更多信息。
[0057]可選擇地，替換地或附加于上面提到的一個或多個方面，磁阻結(jié)構(gòu)110可至少部分被承載待感測信號102的電感器圍繞。換句話說，承載待感測信號102的電導(dǎo)電元件可建立線圈。磁阻結(jié)構(gòu)102可被放置在線圈中，以使得磁阻結(jié)構(gòu)110暴露在電感器內(nèi)的強電場之下。既然可以把由其它源引起的磁場的影響保持為低，則以這種方式，能夠更精確地檢測待感測信號102的電流狀態(tài)的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)。
[0058]此外，檢測單元120可選擇地產(chǎn)生指示電感器的狀況(例如，電感器的飽和)的狀況信號。類似于可選擇的測量信號，狀況信號可以獨立于電流檢測信號122，或者電流檢測信號122可附加地包括狀況信號的信息。
[0059]如已經(jīng)提及的(例如，圖2126)，磁阻結(jié)構(gòu)102可包括在歸因于磁阻結(jié)構(gòu)102的結(jié)構(gòu)(例如，疊層和材料選擇)，或者靜態(tài)或動態(tài)偏置的磁場的各種范圍中的最大靈敏度的范圍。
[0060]換句話說，磁阻結(jié)構(gòu)可被配置以使得由待感測信號的電流的關(guān)注電流強度引起的磁場位于磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度的范圍中。例如，如果關(guān)注的電流強度是零電流，則可以使用與圖23相關(guān)被提及的結(jié)構(gòu)。如果關(guān)注的電流強度不為零，或者在磁阻結(jié)構(gòu)的位置，存在附加的干擾場，則可以通過在磁阻結(jié)構(gòu)(例如，傳感器)處施加磁場，來施加特定的磁偏移。例如，可在磁阻結(jié)構(gòu)附近布置磁性元件或磁性層，或者可在磁阻結(jié)構(gòu)附近布置電導(dǎo)電元件，并向電導(dǎo)電元件施加偏置信號，來引起偏置磁場。以這種方式，可以移動磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度，以使得由待感測信號的電流的關(guān)注電流強度引起的磁場位于磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度范圍中。以這種方式，能夠非常精確地檢測關(guān)注的電流強度。
[0061]替換地，設(shè)備可包括調(diào)節(jié)模塊，所述調(diào)節(jié)模塊被配置以調(diào)節(jié)磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度的范圍，以使得由待感測信號的電流的關(guān)注電流強度引起的磁場位于磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度的范圍中。例如，調(diào)節(jié)模塊可向電導(dǎo)電元件提供上面提及的偏置信號。
[0062]替換地，磁阻結(jié)構(gòu)可用如圖4。中所示的包括四個磁阻元件町，82，83，財?shù)膫鞲衅鳂驅(qū)崿F(xiàn)。此外，調(diào)節(jié)模塊490可用多個熔斷器(例如，可使用激光切割熔斷或者用電熔斷)實現(xiàn)。第一個磁阻元件町連接到供給電壓\和第一差分輸出V。，第二個磁阻元件以通過調(diào)節(jié)模塊490的第一組熔斷器接地，并連接到第一差分輸出V。，第三個磁阻元件…通過調(diào)節(jié)模塊490的第二組熔斷器連接到供給電壓\和第二差分輸出\，以及第四個磁阻元件財接地，并連接到第二差分輸出V。。第一差分輸出V。和第二差分輸出V?？梢允侵甘敬抛杞Y(jié)構(gòu)的阻抗的傳感器信號。熔斷器可用于移動最大靈敏度的范圍，以使得由待感測信號的電流的關(guān)注電流強度引起的磁場位于磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度的范圍中。以這種方式，能夠非常精確地檢測關(guān)注的電流強度。
[0063]替換地，可以實現(xiàn)磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度的范圍的可改變的移動，為了由同一線路檢測關(guān)注的不同電流強度。圖4(1示出根據(jù)實施例的檢測器550。磁阻結(jié)構(gòu)560包括4四個磁阻元件6服4。第一個磁阻元件6服1 (例如，布置在第一側(cè)，左邊)連接到供給電壓和第一差分輸出，第二個磁阻元件(例如，布置在第二側(cè)，右邊)接地，并且連接到第一差分輸出，第三個磁阻元件(例如，布置在第二側(cè))連接到供給電壓和第二差分輸出，以及第四個磁阻元件例如，布置在第一側(cè))接地，并且連接到第二差分輸出。
[0064]第一差分輸出和第二差分輸出被提供給檢測單元570的差分到單變換模塊572，差分到單變換模塊572基于差分信號，產(chǎn)生指示磁阻結(jié)構(gòu)的電阻的單一信號。檢測單元570還包括配置成結(jié)合所述單一信號和調(diào)節(jié)信號(例如，通過加或減所述信號)的組合器574，和用于放大組合信號的前置放大器模塊576。為了產(chǎn)生指示待感測信號的電流是否包括關(guān)注的電流強度的信息的電流檢測信號579，放大的信號被提供給比較器578，比較器578比較放大的信號和預(yù)定閾值(例如，零
[0065]此外，檢測器550包括數(shù)字核芯模塊590，數(shù)字核芯模塊590把電流檢測信號579提供給用于提供電流檢測信號579的接口模塊595。此外，數(shù)字核芯模塊590可觸發(fā)使用偏移數(shù)模變換器(偏移0八0實現(xiàn)的調(diào)節(jié)模塊580，以使得調(diào)節(jié)模塊580產(chǎn)生給組合器574的調(diào)節(jié)信號，為了移動磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度的范圍。可對于關(guān)注的不同電流強度，移動磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度，以使得可以由比較器578使用的恒定的預(yù)定閾值，來檢測關(guān)注的不同電流強度。
[0066]接口模塊595包括用于提供電流檢測信號，和用于連接到地電勢⑶0和電源電勢的接口。此外，接口模塊595可包括用于￡30 (靜電放電)保護的元件。
[0067]供給電壓700可被提供給控制檢測器550的電力電源的電力管理單元562。例如，電力管理單元562通過帶隙偏置模塊564，向磁阻結(jié)構(gòu)560提供供給電壓。
[0068]圖4(1可示出基于磁場開關(guān)的差分謝的電子開關(guān)點調(diào)節(jié)。這是偏置的可能性，這使得可由分析線路電子地調(diào)節(jié)開關(guān)點(例如，電壓變換器的)。可以實現(xiàn)開關(guān)閾值的偏移量校正或調(diào)節(jié)。例如，0…被用于由數(shù)字邏輯來調(diào)節(jié)開關(guān)點。以這種方式，在操作期間，開關(guān)點也可被調(diào)節(jié)。
[0069]例如，檢測器100可以是用于根據(jù)實施例的檢測待感測信號102的信號的零電流(例如，表示關(guān)注的電流)的零電流檢測器。零電流檢測器包括磁阻結(jié)構(gòu)110和檢測單元120。檢測單元120連接到磁阻結(jié)構(gòu)110。磁阻結(jié)構(gòu)110取決于由待感測信號102的電流引起的磁場，來改變其阻抗。檢測單元120基于磁阻結(jié)構(gòu)110的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生并提供指示待感測信號102的零電流的零電流檢測信號122。
[0070]就此而論，信號的零電流意味著信號102的時間進程內(nèi)的無電流流動的狀態(tài)。例如，對振蕩信號來說，在信號的每個零電流交叉或零電壓交叉處，可以達到這樣的零電流狀態(tài)。例如，對在僅僅一個方向上的直流電流(00來說，可不時地達到這樣的零電流狀態(tài)，其中不對承載待感測信號102的電導(dǎo)電線的端點施加電壓差。
[0071]如已經(jīng)提及的，提出的檢測器100可以用在各種應(yīng)用中。例如，電壓變換器可以使用零電流檢測信號含有的關(guān)于信號的零電流狀態(tài)的信息，來觸發(fā)信號的電壓變換。
[0072]—些實施例涉及半導(dǎo)體器件內(nèi)的關(guān)注的電流強度的檢測，用于條件監(jiān)測，或者開關(guān)觸發(fā)，或者短路檢測。換句話說，半導(dǎo)體器件可包括根據(jù)上述的概念或者一個或多個實施例的檢測器。例如，配置開關(guān)大于II，大于101，大于1001或者大于10001的電力，配置開關(guān)大于107，大于1007或者大于10007的電壓，或者包括大于107，大于1007或大于1000乂的阻斷電壓的電力半導(dǎo)體器件可包括提出的檢測器。
[0073]例如，根據(jù)實施例的絕緣柵雙級晶體管器件可包括根據(jù)上述的概念或者一個或多個實施例的檢測器。例如，接近于絕緣柵雙極晶體管器件的金屬層來布置磁阻結(jié)構(gòu)(例如，連接到叩81的源極區(qū)域)，以使得短路可被檢測器檢測。
[0074]圖5示出根據(jù)實施例的電壓變換器500的示意圖。電壓變換器500包括輸入單元510，磁阻結(jié)構(gòu)520，檢測單元530和變換器單元540。輸入單元510連接到變換器單元540，以及檢測單元530連接到磁阻結(jié)構(gòu)520和變換器單元540。輸入單元510接收待變換的電壓信號502，以及磁阻結(jié)構(gòu)取決于由待變換的電壓信號502，或者通過處理待變換的電壓信號502而獲得的處理信號512引起的磁場來改變阻抗。此外，檢測單元530基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生并提供電流檢測信號532，電流檢測信號532指示關(guān)于待變換的電壓信號502或通過處理待變換的電壓信號502而獲得的處理信號512的電流是否包括關(guān)注的電流強度的信息，或者指示待變換的電壓信號或通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號內(nèi)的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)?；诖抛杞Y(jié)構(gòu)520的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生電流檢測信號532。變換器單元540基于電流檢測信號532，把待變換的電壓信號502或通過處理待變換的電壓信號502而獲得的處理信號512變換成變換電壓信號542。
[0075]通過使用用于檢測待變換的電壓信號或處理電壓信號的電流(例如，零電流)的磁阻結(jié)構(gòu)，能夠非常精確并且以高的時間分辨率檢測電流。因此，能夠以增加的效率變換電壓信號。
[0076]輸入單元510可以是用于把待變換的電壓信號502提供給電壓變換器500的連接器，引腳或輸入接口(例如，芯片封裝的引腳或球，或者半導(dǎo)體管芯的焊盤或輸入單元510可選擇地包括用于預(yù)處理待變換的電壓信號502(例如，平滑所述信號)的輸入線路。結(jié)果，輸入單元510可把待變換的電壓信號502本身，或者通過處理(例如，平滑)待變換的電壓信號502而獲得的處理信號512提供給變換器單元540。
[0077]待變換的電壓信號502表不或提供將由電壓變換器500變換的輸入電壓。此外，變換電壓信號542表不或提供電壓變換器500的輸出電壓。
[0078]例如，可沿著輸入接口(例如，在處理之前)和變換器單元540之間的信號路徑，或者在變換器單元540內(nèi)放置磁阻結(jié)構(gòu)520，以使得磁阻結(jié)構(gòu)520取決于待變換的電壓信號502或者處理的信號512的電流，來改變電阻抗。
[0079]變換器單元540基于電流檢測信號532，來變換待變換的電壓信號502或者處理信號512。換句話說，變換器單兀540可基于待變換的電壓信號502或處理信號512所含有的關(guān)注電流狀態(tài)的時間出現(xiàn)，來變換信號。電壓變換器100可以以各種方式，來變換待變換的電壓信號502。例如，變換器單元540可對待變換的電壓信號502整流，來獲得變換電壓信號 542。
[0080]附加地，與零電流檢測器概念或?qū)嵤├约坝绕涫巧厦娴拇抛杞Y(jié)構(gòu)和/或檢測單元相關(guān)被提供的說明和描述也可應(yīng)用于或者適用于電壓變換器500。換句話說，磁阻結(jié)構(gòu)520和/或檢測單元530可選擇地包括與上面提及的概念或者一個或多個實施例相關(guān)被描述的所提及的特征中的一個或多個特征。就此而論，待變換的電壓信號502或處理信號512可以是待感測信號。
[0081]例如，變換器單元540可包括至少一個開關(guān)元件，所述至少一個開關(guān)元件被配置以開關(guān)待變換的電壓信號502或通過處理待變換的電壓信號502而獲得的處理信號512。此外，檢測單元530可把電流檢測信號532提供給開關(guān)元件(例如，晶體管的柵極)，以使得由待變換的電壓信號502，或者通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號512的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)，來觸發(fā)開關(guān)元件的開關(guān)。換句話說，通過在電流檢測信號532指示待變換的電壓信號502或處理信號512的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的時候，開關(guān)待變換的電壓信號502或處理信號512，可以進行待變換的電壓信號502的變換。這樣，能夠效率增加地實現(xiàn)待變換的電壓信號502的變換。
[0082]圖63示出根據(jù)實施例的電壓變換器600的示意圖。電壓變換器600包括提供用于接收待變換的電壓信號的輸入接口的輸入單兀510。此外，變換器單兀540基于橋配置。在這個示例中，變換器單元540包括11-橋配置中的四個開關(guān)元件642 (例如，場效應(yīng)晶體管)和電感器^^“例如’線圈)。磁阻結(jié)構(gòu)520在電感器644和兩個開關(guān)元件642之間，位于變換器單元540內(nèi)。因此，由磁阻結(jié)構(gòu)520感測通過處理(例如，至少使用電感器)待變換的電壓信號而獲得的已經(jīng)變更的和以這種方式處理的信號。檢測單元530把電流檢測信號或者(例如，通過移相)從電流檢測信號得到的信號，提供給開關(guān)元件642，以使得由檢測單元530觸發(fā)開關(guān)元件642的開關(guān)。變換器單元540提供變換電壓信號542，作為輸出。例如，關(guān)注的電流強度為零電流，以使得如果出現(xiàn)零電流狀態(tài)，則開關(guān)元件642的開關(guān)被觸發(fā)。
[0083]開關(guān)元件642可以是例如電力晶體管。變換器單元540可選擇地包括基于由檢測單元530提供的電流檢測信號，來產(chǎn)生電力晶體管的柵電壓的驅(qū)動器線路。
[0084]圖63示出在無用于電力因數(shù)校正砰0的變壓器的布局下的測量原理的示例。
[0085]類似地，提出的原理可應(yīng)用于使用用于控制次級側(cè)電力元件的變壓器的布局。圖6已不出根據(jù)實施例的電壓變換器650的不意圖。電壓變換器650包括提供用于從外部電壓源658接收待變換的電壓信號的輸入接口的輸入單元660。此外，輸入單元包括第一晶體管01和第二晶體管02，第一電感器、，第二電感器、和電容器4。變換器單元690包括連接到輸入單元660的變壓器IX，第一晶體管31，第二晶體管32(同步整流晶體管)和輸出電容器I。變換器單元690把變換電壓信號7。提供給外部負載4。變壓器IX包括初級側(cè)電感器和次級側(cè)電感器。初級側(cè)電感器和輸入單元660表示電壓變換器650的初級側(cè)，以及變換器單元690的剩余部分表示電壓變換器650的次級側(cè)。電壓變換器650的第一晶體管31連接到次級側(cè)電感器的第一端子，第二晶體管32連接到次級側(cè)電感器的第二端子。第一磁阻結(jié)構(gòu)670被布置在介于第二晶體管32和次級側(cè)電感器之間的電連接附近，以及第二磁阻結(jié)構(gòu)672被布置在介于第一晶體管51和次級側(cè)電感器之間的電連接附近。因此，使用磁阻結(jié)構(gòu)520感測通過處理(例如，至少由感器)待變換的電壓信號而獲得的已經(jīng)變更的和以這種方式處理的信號。檢測單元680(例如，用于兩個磁阻結(jié)構(gòu)的一個單元，和用于磁阻結(jié)構(gòu)的兩個獨立單元)把電流檢測信號或者(例如，通過移相)從電流檢測信號得到的信號，提供給第一晶體管31和第二晶體管32，以使得由檢測單元530觸發(fā)開關(guān)元件642的開關(guān)(例如，在磁阻結(jié)構(gòu)附近的電連接處，在零電流出現(xiàn)的狀態(tài)下)。
[0086]圖66圖解說明同步整流器(郵晶體管的次級側(cè)控制。歸因于布置在部晶體管51，82附近的磁阻結(jié)構(gòu)(例如，611？傳感器)，能夠?qū)崿F(xiàn)非常精確的零電流檢測。
[0087]此外，歸因于一體化的電流管理，通過使用所提出的概念，可避免由封裝感應(yīng)率引起的占空度的失真。因此，同電壓管理比較起來，回路內(nèi)的電流可相等。
[0088]一些實施例涉及用于電子電力裝置的保護監(jiān)測的閾值的檢測。例如，使用根據(jù)上述的概念或者一個或多個實施例的檢測器，可以實現(xiàn)絕緣柵雙極晶體管的快速短路電路監(jiān)測。通過把磁阻結(jié)構(gòu)用于電流檢測，1 ^ 8或以下之內(nèi)的檢測成為可能。
[0089]如已經(jīng)提及的，磁阻結(jié)構(gòu)520可被放置在各種位置。圖％示出圖6中所示的變換器單元540的橋的一部分的細節(jié)。該部分包括電感器11，第一晶體管和第二晶體管02。電感器11連接到第一晶體管的源極和第二晶體管02的漏極。對應(yīng)于圖73中所示的只橋的所述部分，圖幾示出由圓中的十字指示的磁阻結(jié)構(gòu)的可能位置。磁阻結(jié)構(gòu)可以位于被配置以承載待變換的電壓信號或者通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號的電導(dǎo)電線(例如，最接近于磁阻結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)電線)附近。例如，電導(dǎo)電線可以連接到開關(guān)元件的源極或漏極，連接到電感器，或者建立電感器的線圈(例如，磁阻結(jié)構(gòu)可至少部分被電感器圍繞)。
[0090]以這種方式，可以接近于開關(guān)元件地放置磁阻結(jié)構(gòu)，以使得能夠接近于開關(guān)元件地檢測關(guān)注的電流強度的出現(xiàn)，以及能夠非常精確地同步開關(guān)元件的開關(guān)。
[0091]一些實施例涉及用于條件監(jiān)測或者開關(guān)觸發(fā)的電壓變換器內(nèi)的關(guān)注電流強度的檢測。換句話說，電壓變換器可包括根據(jù)上述概念或者一個或多個實施例的檢測器。例如，如上述的可被配置以變換大于II，大于101，大于1001或者大于10001的電力，可被配置以開關(guān)大于107，大于1007或者大于10007的電壓，或者可包括大于107，大于1007或大于10007的阻斷電壓的電壓變換器可包括提出的檢測器。
[0092]一些實施例涉及使用磁阻結(jié)構(gòu)實施待感測信號的電流檢測。換句話說，用于檢測待感測信號的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的方法可包括用被配置以取決于由待感測信號的電流引起的磁場來改變阻抗的磁阻結(jié)構(gòu)，來實施待感測信號的電流的關(guān)注電流強度的檢測。
[0093]圖8示出根據(jù)實施例用于檢測待感測信號的零電流的方法800的流程圖。方法800包括基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生810零電流檢測信號，零電流檢測信號指示待感測信號的零電流。磁阻結(jié)構(gòu)的阻抗取決于由待感測信號的電流引起的磁場而改變。此外，方法800包括提供820零電流檢測信號。
[0094]方法800可包括與和上述概念或者一個或多個實施例相關(guān)被提及的一個或多個方面對應(yīng)的一個或多個另外的可選則的步驟。
[0095]一些實施例涉及開關(guān)電路中的基于巨磁阻((--)的電流檢測或零電流檢測。例如，歸因于非線性特性(例如，圖2中所示的)，(--傳感器適合于檢測零電流交叉。
[0096]借助所提出的實現(xiàn)，可提供具有固有的直流電隔離，高帶寬，高靈敏度，低構(gòu)造空間，高輸入電流范圍和/或良好的熱穩(wěn)定性的無損耗測量。
[0097]通過由具有基于(--的傳感器的導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場，可進行電流的零電流交叉的測量。例如，通過磁場的空轉(zhuǎn)電流測量成為可能。
[0098]611？技術(shù)包括極高的帶寬(例如，也適用于硬盤驅(qū)動器)。(--傳感器可提供納秒范圍內(nèi)的開關(guān)時間的可能性。附加地，歸因于磁測量原理的應(yīng)用，檢測磁性組件內(nèi)的磁通量的零電流是可能的。這可改善靈敏度。
[0099]例如，所提出的傳感器功能性也可被集成在數(shù)字控制器中，也用于實現(xiàn)電力電子的數(shù)字平臺。
[0100]例如，所提出的概念可用于無橋電力因數(shù)校正(9%)應(yīng)用。此外，直流測量(00也是可能的。
[0101]圖76圖解說明如已經(jīng)提及的!I橋中的基于(--的零電流檢測的應(yīng)用可能性。例如，歸因于在電力晶體管的漏極或源極的測量結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，除了效率的增加之外，還可避免高效晶體管的臨界工作條件。
[0102]除了類似于圖6中所示示例的零電流檢測的實現(xiàn)之外，也可把傳感器用于諧振零電流開關(guān)(2(--，和/或甚至集成在電力半導(dǎo)體中，如圖如中所示。因此，例如，除了分離地構(gòu)成的零電流檢測之外，存在把(--零電流開關(guān)集成在單個半導(dǎo)體的工藝流程中的可能性，如由圖如中所示的整體01?集成概念所示。例如，附加地，借助系統(tǒng)級封裝(“?)策略，和借助零電流檢測與驅(qū)動信號之間的對應(yīng)邏輯互連，包括分析電路(例如，零電流檢測器的檢測單元)的零電流檢測器和驅(qū)動器(例如，用于電力晶體管柵極的驅(qū)動器電路)可被集成在一個封裝中，為了在零電流下提供開關(guān)。
[0103]磁阻結(jié)構(gòu)也可用于產(chǎn)生用于校正零電流檢測器和/或使用零電流檢測器的線路(例如，電壓變換器)的校正信號。
[0104](--可包括磁滯現(xiàn)象?？梢允惯@樣的磁滯現(xiàn)象保持為非常低。圖3中示出了一個示例。此外，對這樣的應(yīng)用來說，611？結(jié)構(gòu)可能非?？焖俚仫柡?。
[0105]在這個示例中，對于不同方向中的電流，阻抗的改變包括相同的代數(shù)符號。然而，例如，歸因于固有的電流測量功能，能夠容易地區(qū)分不同的電流方向。
[0106]提出的零電流檢測可提供直流電隔離。此外，不需要通過傳感器的電流流動，與磁場測量結(jié)合(核心飽和的檢測)成為可能，在單個半導(dǎo)體的處理中的技術(shù)集成成為可能，與用于驅(qū)動?xùn)艠O(鎖定機構(gòu))的邏輯結(jié)合也可能容易地集成分析電子，在零交叉處的信號放大和/或電流的同時測量成為可能。此外，可把磁性組件內(nèi)的磁場測量用于零電流測量，并且可選擇地，通過把(--技術(shù)集成在一個芯片上，線圈內(nèi)的磁性性能(核心飽和)的同時測量也成為可能。因此，歸因于集成的(--技術(shù)，與快速邏輯和數(shù)字功能性的結(jié)合是可能的。此外，基于隧道磁阻結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)是可能的，這可提供更高的靈敏度和更低的磁滯現(xiàn)象。
[0107]除了過零點的檢測之外，借助(--傳感器的適合的偏置，在零交叉之上的預(yù)置電流值的檢測成為可能。例如，借助通過附近的導(dǎo)體的參考電流，可到達偏置。類似于圖如和仙中所示的示例，導(dǎo)體可被布置在磁阻結(jié)構(gòu)〈X皿'傳感器)附近。
[0108]為了檢測和/或校正閾值和精確的零交叉(點),可以進行(--開關(guān)元件的零電流交叉或開關(guān)點的參數(shù)化。存在更改(--的開關(guān)點的各種可能性。
[0109]例如，使用技術(shù)措施，特性曲線可被上移或下移(偏置可使用不同的層厚或?qū)有螤?，設(shè)定所需的零點?？梢砸缘凸ぷ髁繉崿F(xiàn)這種偏置，但是在生產(chǎn)之后，這種偏置被固定，不再是可變更的。
[0110]使用熔斷(預(yù)定電路部分的特定切斷，例如，依靠工業(yè)激光器)，也可修整傳感器電路。圖如示出包括待依靠激光熔斷來修整的橋的橋電路的示例。這種可激光修整的(--傳感器橋是使用半導(dǎo)體校正措施的偏置的示例。
[0111]也可使用修整的其它可能性，進行這種修整，作為例如，通過現(xiàn)？1？01 (電可擦可編程只讀存儲器)驅(qū)動的晶體管，或者包括待破壞柵極的晶體管(例如，810^82原理)。
[0112]例如，歸因于(--在電力晶體管上的集成，系統(tǒng)電力晶體管，驅(qū)動器，電流傳感器和控制器在一個封裝中的集成是可能的。
[0113]實施例還提供一種具有程序代碼的計算機程序，當在計算機或處理器上施行所述計算機程序時，所述程序代碼用于執(zhí)行上述方法之一。本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于認識到各個上述方法的步驟可用程控計算機執(zhí)行。這里，一些實施例還意圖覆蓋機器或計算機可讀的，并對指令的機器可施行或計算機可施行程序編碼的程序存儲裝置，例如，數(shù)字數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其中所述指令執(zhí)行上述方法的一些或全部動作。程序存儲裝置可以是例如數(shù)字存儲器，諸如磁盤和磁帶之類的磁性存儲介質(zhì)，硬盤驅(qū)動器，或者光學(xué)可讀數(shù)字數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。實施例還意圖覆蓋被編程以執(zhí)行上述方法的動作的計算機，或者被編程以執(zhí)行上述方法的動作的(現(xiàn)場)可編程邏輯陣列(①)？“)或(現(xiàn)場)可編程門陣列((的？^)。
[0114]說明書和附圖只是圖解說明本公開的原理。從而，會認識到本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠設(shè)計出盡管這里未明確地描述或示出，不過具體體現(xiàn)本公開的原理，并且包括在本公開的精神和范圍內(nèi)的各種方案。更進一步，這里陳述的所有示例主要意圖明確地僅僅用于教示目的，以幫助讀者理解本公開的原理和發(fā)明人為促進現(xiàn)有技術(shù)而貢獻的概念，這里陳述的所有示例要被詮釋為(但不限于)這些具體陳述的示例和條件。而且，這里的陳述本公開的原理、方面和實施例，以及其具體示例的所有語句意圖包括其等同物。
[0115]示出成“用于…的裝置”(實施某種功能)的功能塊應(yīng)被分別理解成包括被配置以執(zhí)行某種功能的電路的功能塊。從而，“用于某事的裝置”也可被理解成“配置成或者適合于某事的裝置”。從而，配置成執(zhí)行某種功能的裝置并不暗示這種裝置必然在執(zhí)行該功能(在給定的時刻
[0116]通過使用專用硬件，比如“信號供給者”，“信號處理單元”，“處理器”，“控制器”等，以及與適當軟件結(jié)合的能夠施行軟件的硬件，可提供圖中所示的各個元件的功能，包括標記為“裝置”，“提供傳感器信號的裝置”，“產(chǎn)生傳輸信號的裝置”等的任何功能塊。此外，這里描述為“裝置”的任何實體可對應(yīng)于或者被實現(xiàn)成“一個或多個模塊”，“一個或多個設(shè)備”，“一個或多個單元”等。當由處理器提供時，所述功能可由單個專用處理器提供，由單個共享處理器提供，或者由多個單獨的處理器提供，所述多個單獨的處理器中的一些處理器可被共享。然而，術(shù)語“處理器”或“控制器”的明確使用不應(yīng)被詮釋成專指能夠施行軟件的硬件，以及可隱含地包括(而不限于)數(shù)字信號處理器(039)硬件，網(wǎng)絡(luò)處理器，專用集成電路0310，現(xiàn)場可編程門陣列(沖以)，用于保存軟件的只讀存儲器￠01)，隨機存取存儲器(狀1)和非易失性存儲器。也可包括其它常規(guī)的和/或定制的硬件。
[0117]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解這里的任意方框圖表示具體體現(xiàn)本公開的原理的例證電路的概念視圖。類似地，應(yīng)理解任何流程圖，程序框圖，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖表，偽代碼等表示可在計算機可讀介質(zhì)中被實質(zhì)表示，從而由計算機或處理器施行的各種處理，無論這樣的計算機或處理器是否被明確地示出。
[0118]更進一步地，以下的權(quán)利要求因此被并入【具體實施方式】中，其中每個權(quán)利要求可獨自作為單獨的實施例。要注意-盡管在權(quán)利要求書中，從屬權(quán)利要求可能涉及與一個或多個其它權(quán)利要求的具體組合-不過，其它實施例也可包括該從屬權(quán)利要求與每個其它的從屬權(quán)利要求的主題的組合。這里提出這樣的組合，除非注明并不意圖特定的組合。更進一步地，還意圖把權(quán)利要求的特征包括到任何其它獨立權(quán)利要求中，即使該權(quán)利要求并不直接從屬于所述獨立權(quán)利要求。
[0119]要進一步注意，在說明書或者權(quán)利要求書中公開的方法可用具有分別執(zhí)行這些方法的各個動作的裝置的設(shè)備實現(xiàn)。
[0120]此外，要理解在說明書或權(quán)利要求書中公開的多個動作或功能的公開可不被詮釋成在具體的順序中。因此，多個動作或功能的公開并不把這些動作或功能局限于特定的順序，除非由于技術(shù)原因，這樣的動作或功能不可互換。更進一步地，在一些實施例中，單個動作可包括或者可被分解成多個子動作。這樣的子動作可被包括并成為所述單個動作的公開內(nèi)容的一部分，除非被明確地排除在外。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測待感測信號的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的檢測器，所述檢測器包括: 磁阻結(jié)構(gòu)，所述磁阻結(jié)構(gòu)被配置以取決于由待感測信號的電流引起的磁場，來改變阻抗；和 檢測單元，所述檢測單元被配置以基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生并提供指示關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的電流檢測信號。
2.按照權(quán)利要求1所述的檢測器，其中檢測單元被配置以通過產(chǎn)生指示磁阻結(jié)構(gòu)的阻抗的傳感器信號，來檢測磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的量，并比較傳感器信號和預(yù)定閾值，所述預(yù)定閾值指示在待感測信號的電流的關(guān)注電流強度下的磁阻結(jié)構(gòu)的阻抗。
3.按照權(quán)利要求1所述的檢測器，其中磁阻結(jié)構(gòu)至少包括布置在第一磁性層和第二磁性層之間的非磁性層，以使得該疊層的阻抗取決于由待感測信號的電流引起的磁場而改變。
4.按照權(quán)利要求3所述的檢測器，其中非磁性層是電導(dǎo)電層，以使得阻抗的改變基于巨磁阻效應(yīng)，或者非磁性層是電絕緣層，以使得阻抗的改變基于隧道磁阻效應(yīng)。
5.按照權(quán)利要求1所述的檢測器，其中檢測單元被配置以產(chǎn)生指示待感測信號的電流的關(guān)注電流強度的時間出現(xiàn)的零電流檢測信號，其中待感測信號的電流包括具有頻率大于IkHz的關(guān)注電流強度。
6.按照權(quán)利要求1所述的檢測器，其中在同一半導(dǎo)體管芯上，制造磁阻結(jié)構(gòu)和被配置以傳送待感測信號的電導(dǎo)電線。
7.按照權(quán)利要求6所述的檢測器，其中在半導(dǎo)體管芯的金屬間氧化層和鈍化層之間，制造磁阻結(jié)構(gòu)，其中直接在磁阻結(jié)構(gòu)之下，制造最接近于磁阻結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)電線的一部分，同時金屬間氧化物層在中間。
8.按照權(quán)利要求1所述的檢測器，包括開關(guān)元件，其中檢測單元被配置以把電流檢測信號提供給開關(guān)元件，以使得由待感測信號的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)，來觸發(fā)開關(guān)元件的開關(guān)。
9.按照權(quán)利要求1所述的檢測器，其中磁阻結(jié)構(gòu)至少部分被傳送待感測信號的電感器圍繞。
10.按照權(quán)利要求11所述的檢測器，其中檢測單元被配置以產(chǎn)生指示電感器的狀態(tài)的狀態(tài)信號。
11.按照權(quán)利要求1所述的檢測器，其中檢測單元被配置以產(chǎn)生指示關(guān)于待感測信號的磁場強度或電流強度的信息的測量信號。
12.按照權(quán)利要求1所述的檢測器，其中關(guān)注的電流強度是待感測信號的零電流。
13.按照權(quán)利要求1所述的檢測器，包括調(diào)節(jié)模塊，所述調(diào)節(jié)模塊被配置以調(diào)節(jié)磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度的范圍，以使得由待感測信號的電流的關(guān)注電流強度引起的磁場位于磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度的范圍中，或者磁阻結(jié)構(gòu)被配置以使得由待感測信號的電流的關(guān)注電流強度引起的磁場位于磁阻結(jié)構(gòu)的最大靈敏度的范圍中。
14.一種電壓變換器,包括: 輸入單元，所述輸入單元被配置以接收待變換的電壓信號；磁阻結(jié)構(gòu)，所述磁阻結(jié)構(gòu)被配置以取決于由待變換的電壓信號，或者由處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號引起的磁場，來改變阻抗；檢測單元，所述檢測單元被配置以基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生并提供電流檢測信號，所述電流檢測信號指示在待變換的電壓信號或通過處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號之內(nèi)的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)；和變換器單元，所述變換器單元被配置以基于電流檢測信號，把待變換的電壓信號或由處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號變換成變換電壓信號。
15.按照權(quán)利要求14所述的電壓變換器，其中所述變換器單元包括至少一個開關(guān)元件，所述開關(guān)元件被配置以開關(guān)待變換的電壓信號或由處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號，其中檢測單元被配置以把電流檢測信號提供給開關(guān)元件，以使得由待變換的電壓信號或者由處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)，來觸發(fā)開關(guān)元件的開關(guān)。
16.按照權(quán)利要求14所述的電壓變換器，其中磁阻結(jié)構(gòu)位于電導(dǎo)電線附近，所述電導(dǎo)電線被配置以傳送待變換的電壓信號或者由處理待變換的電壓信號而獲得的處理信號，其中電導(dǎo)電線連接到開關(guān)元件的源極或漏極，連接到電感器，或者建立電感器的線圈。
17.按照權(quán)利要求14所述的電壓變換器，其中電壓變換器被配置以對待變換的電壓信號整流。
18.按照權(quán)利要求14所述的電壓變換器，其中電壓變換器被配置以變換大于IW的電力。
19.一種用于檢測待感測信號的電流的關(guān)注電流強度的出現(xiàn)的方法，包括: 使用磁阻結(jié)構(gòu)實施待感測信號的電流的關(guān)注電流強度的檢測，所述磁阻結(jié)構(gòu)被配置以取決于由待感測信號的電流引起的磁場，來改變阻抗。
20.按照權(quán)利要求19所述的方法，所述方法包括: 基于磁阻結(jié)構(gòu)的改變的阻抗的檢測量，來產(chǎn)生電流檢測信號，所述電流檢測信號指示關(guān)于待感測信號的電流是否包括關(guān)注電流強度的信息，其中，磁阻結(jié)構(gòu)的阻抗取決于由待感測信號的電流引起的磁場而改變；和提供所述電流檢測信號。
【文檔編號】G01R19/175GK104280600SQ201410329729
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】W.格拉尼希, S.克賴納, W.馬布勒 申請人:英飛凌科技奧地利有限公司