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Digitaler Offsetabgleich in einem Strommessprinzip mit hohem Common Mode Bereich

IP.com Disclosure Number: IPCOM000031837D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 11 (2004-11-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Nov-25
Document File: 2 page(s) / 26K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die technischen Moeglichkeiten bei einer hochgenauen Strommessung mit hohem Common Mode Bereich ermoeglichen einen Abgleich mittels sog. Laser-Fuses, aber nur auf Waferebene. Durch sog. package stress (z.B. mechanische Spannungen) und Alterung koennen zusaetzliche Offsets generiert werden bzw. sich bestehende aendern. Diese Fehler werden durch das nachfolgend beschriebene System in der Initialisierungsphase gemessen und digital korrigiert. Bisher war aufgrund reduzierter Genauigkeitsanforderungen ein Offsetabgleich nicht notwendig. Nach neuen Anforderungen soll die Genauigkeit des Mittelwerts des Spulenstromes (PWM-gesteuert; PWM Pulsweitenmodulation) 1,5% betragen. Vorgeschlagen wird eine Strommessung mittels einer Spannungsmessung im Leistungszweig (siehe Abbildung 1). Fuer den unterschiedlichen Common Mode Bereich erfolgt die Signalaufbereitung durch zwei getrennte Verstaerker. Hierbei ist jeweils nur ein Verstaerker aktiv und der Ausgang der Signalstrecke wird ueber einen Multiplexer dem ADC (Analog Digital Converter) zugefuehrt. Auf Waferebene werden die Offsets und die Verstaerkungen der beiden Signalstrecken (HS_AMP, Buffer, ADC; LS_AMP, Buffer, ADC) mittels Laserfuses abgeglichen.

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S

Digitaler Offsetabgleich in einem Strommessprinzip mit hohem Common Mode Bereich

Idee: Martin Graefling, AT-Graz

Die technischen Moeglichkeiten bei einer hochgenauen Strommessung mit hohem Common Mode Bereich ermoeglichen einen Abgleich mittels sog. Laser-Fuses, aber nur auf Waferebene. Durch sog. package stress (z.B. mechanische Spannungen) und Alterung koennen zusaetzliche Offsets generiert werden bzw. sich bestehende aendern. Diese Fehler werden durch das nachfolgend beschriebene System in der Initialisierungsphase gemessen und digital korrigiert.

Bisher war aufgrund reduzierter Genauigkeitsanforderungen ein Offsetabgleich nicht notwendig. Nach neuen Anforderungen soll die Genauigkeit des Mittelwerts des Spulenstromes (PWM-gesteuert; PWM Pulsweitenmodulation) 1,5% betragen.

Vorgeschlagen wird eine Strommessung mittels einer Spannungsmessung im Leistungszweig (siehe Abbildung 1). Fuer den unterschiedlichen Common Mode Bereich erfolgt die Signalaufbereitung durch zwei getrennte Verstaerker. Hierbei ist jeweils nur ein Verstaerker aktiv und der Ausgang der Signalstrecke wird ueber einen Multiplexer dem ADC (Analog Digital Converter) zugefuehrt. Auf Waferebene werden die Offsets und die Verstaerkungen der beiden Signalstrecken (HS_AMP, Buffer, ADC; LS_AMP, Buffer, ADC) mittels Laserfuses abgeglichen.

Durch package stress und Alterungseffekte kommt es zu einer Verschiebung der Offsets, was eine Neujustierung erforderlich macht. Diese Neujustierung ist Bestandteil der Initialisieru...