一種電流檢測電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種電流檢測電路，包括：采樣電阻、放大電路和共模電壓鉗位電路，其中，采樣電阻串聯(lián)在所要檢測的電流回路上；放大電路用于放大采樣電阻兩端的電壓差，放大電路的第一輸入端連接采樣電阻的第一端，放大電路的第二輸入端連接采樣電阻的第二端，放大電路的輸出端輸出放大后的所述電壓差；共模電壓鉗位電路的第一輸入端連接到放大電路的第一輸入端，共模電壓鉗位電路的第二輸入端連接到放大電路的接地端，共模電壓鉗位電路用于將共模電壓鉗位電路第一輸入端和第二輸入端的之間的電壓鉗位在共模閾值范圍內(nèi)。本發(fā)明能夠在大的共模電壓范圍內(nèi)進行高端電流檢測。
【專利說明】—種電流檢測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，尤其涉及一種電流檢測電路。

【背景技術(shù)】
[0002]電流檢測是各種保護電路、控制電路的基礎(chǔ)，高精度的電流檢測才能保證保護電路的可靠工作和控制電路的精確控制。目前，常見的電流檢測方法是將一個小阻值高精度的采樣電阻串聯(lián)在所要檢測的電流回路中，通過一個差動的集成運放或?qū)ｉT的電流檢測芯片將采樣電阻兩端的壓差放大后輸出，然后將該放大后的壓差除以放大倍數(shù)與采樣電阻的阻值的乘積后便可得到所要檢測的電流大小。為了保證能夠檢測到負(fù)載到接地端的所有電流故障，并且減少接地端的干擾，一般需要將采樣電阻設(shè)置在電源輸出端與負(fù)載之間，稱之為高端電流檢測(high side current sense)。但高端電流檢測由于靠近電源輸出端,采樣電阻兩端的共模電壓高，一般的集成運放或?qū)ｉT的電流檢測芯片所能承受的共模電壓的最大值只有幾十伏，對于更高的共模電壓下的電流檢測該高端電流檢測技術(shù)就無法使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實施例提供了一種電流檢測電路，能夠在大的共模電壓范圍內(nèi)進行高端電流檢測。
[0004]本發(fā)明提供的電流檢測電路，包括采樣電阻、放大電路和共模電壓鉗位電路，其中，
[0005]所述采樣電阻串聯(lián)在所要檢測的電流回路上；
[0006]所述放大電路用于放大所述采樣電阻兩端的電壓差，所述放大電路的第一輸入端連接所述采樣電阻的第一端，所述放大電路的第二輸入端連接所述采樣電阻的第二端，所述放大電路的輸出端輸出放大后的所述電壓差；
[0007]所述共模電壓鉗位電路的第一輸入端連接到所述放大電路的第一輸入端，所述共模電壓鉗位電路的第二輸入端連接到所述放大電路的接地端，所述共模電壓鉗位電路用于將所述共模電壓鉗位電路第一輸入端和第二輸入端的之間的電壓鉗位在共模閾值范圍內(nèi)。
[0008]可選地，所述共模電壓鉗位電路包括穩(wěn)壓二極管、第一電阻和三極管，其中:
[0009]所述穩(wěn)壓二極管的負(fù)極為所述共模電壓鉗位電路的第一輸入端連接到所述放大電路的第一輸入端，所述穩(wěn)壓二極管的正極連接到所述第一電阻的第一端，所述第一電阻的第二端連接到接地點，所述三極管的基極連接到所述第一電阻的第一端，所述三極管的發(fā)射極為所述共模電壓鉗位電路的第二輸入端連接到所述放大電路的接地端，所述三極管的集電極用于連接到接地點。
[0010]可選地，所述放大電路包括高端電流檢測芯片和第二電阻，其中，所述高端電流檢測芯片的第一輸入端和第二輸入端分別為所述放大電路的所述第一輸入端和所述第二輸入端，所述第二電阻的第一端連接到所述高端電流檢測芯片的輸出端，所述第二電阻的第二端用于連接到接地點，所述第二電阻的第一端為所述放大電路的所述輸出端。[0011 ] 本發(fā)明通過共模電壓鉗位電路將放大電路輸入端的共模電壓鉗位在一共模閾值范圍內(nèi)，使得電流檢測電路可以檢測大的共模電壓范圍內(nèi)進行高端電流檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種電流檢測電路的電路圖。

【具體實施方式】
[0014]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0015]請參考圖1，圖1是本發(fā)明實施例提供的一種電流檢測電路的電路圖，包括:
[0016]采樣電阻Rsense1U放大電路102和共模電壓鉗位電路103，其中，
[0017]采樣電阻Rsense串聯(lián)在所要檢測的電流回路上。
[0018]具體地，為了提高電流檢測的精確性，采樣電阻Rsense為精密電阻，為了減少采樣電阻Rsmse對電路造成的功率損耗，采樣電阻應(yīng)選擇阻值較小的電阻，優(yōu)選為0.1 Ω?1.5 Ω，采樣電阻Rsmse串聯(lián)電源輸出端與負(fù)載之間或其它高端采樣位置。
[0019]放大電路102用于放大采樣電阻Rsense兩端的電壓差，放大電路的第一輸入端連接采樣電阻Rsmse的第一端，放大電路的第二輸入端連接采樣電阻Rsmse的第二端，放大電路的輸出端輸出放大后的所述電壓差。
[0020]可選地，放大電路102可以為集成運放和其它電子元件組成的電壓放大電路或由高端電流檢測芯片和第二電阻其它電子元件組成的電壓放大電路。
[0021]可選地，放大電路包括高端電流檢測芯片U和第二電阻R2，其中，高端電流檢測芯片U的第一輸入端和第二輸入端分別為放大電路的所述第一輸入端和第二輸入端,第二電阻民的第一端連接到高端電流檢測芯片的輸出端，第二電阻R2的第二端用于連接到接地點，第二電阻R2的第一端為放大電路102的輸出端。
[0022]高端電流檢測芯片可以為MAXM公司的MAX9928、MAX4172，ST公司的TSC101、TSC102等，本實施例以MAX9928為例進行闡述，但并不表示本實施例中的高端電流檢測芯片限制為MAX9928。
[0023]共模電壓鉗位電路103的第一輸入端連接到放大電路102的第一輸入端,共模電壓鉗位電路103的第二輸入端連接到放大電路102的接地端，共模電壓鉗位電路103用于將共模電壓鉗位電路第一輸入端和第二輸入端的之間的電壓鉗位在共模閾值范圍內(nèi)。
[0024]可選地，共模電壓鉗位電路103包括穩(wěn)壓二極管D、第一電阻R1和三極管Q，其中:
[0025]穩(wěn)壓二極管D的負(fù)極為共模電壓鉗位電路103的第一輸入端連接到放大電路102的第一輸入端，穩(wěn)壓二極管D的正極連接到第一電阻R1的第一端，第一電阻R1的第二端連接到接地點，三極管Q的基極連接到第一電阻R1的第一端，三極管Q的發(fā)射極為共模電壓鉗位電路103的第二輸入端連接到放大電路102的接地端，三極管Q的集電極用于連接到接地點。其中，三極管Q為PNP型三極管。
[0026]如圖1所示，假設(shè)采樣電阻Rsense串入120V的直流電源與負(fù)載之間，由于供電線路的電流即所要檢測的電流值很大，甚至達到幾安培，因此為了減少采樣電阻Rsmse上的功耗，采樣電阻Rsense的阻值必須非常小，本實施例選用0.1 Ω。根據(jù)MAX9928的芯片數(shù)據(jù)資料，RS+>RS-腳能承受的最大共模電壓為36V。本實施例通過24V壓降的穩(wěn)壓二極管D，和高放大倍數(shù)的PNP三極管Q，將MAX9928的RS+腳和GND腳之間鉗位在共模閾值內(nèi)，其中，該共模閾值為24V減去三極管Q的基極-發(fā)射極的壓降0.7V，約為23.3V，通過本實施例的共模電壓錯位電路，雖然電源電壓達到120V，電流檢測芯片U所承受的共模電壓鉗位在23.3V，小于電流檢測芯片所能承受的最高電壓。
[0027]本實施例中，高放大倍數(shù)的三極管Q保證了其發(fā)射極(即電流檢測芯片的GND腳)上的電流不會過大而損壞芯片。
[0028]本實施例中接地電阻R1的阻值的選取需要配合穩(wěn)壓二極管D的工作特性，必須設(shè)置D上的電流在其最佳工作電流范圍內(nèi)，以保證D的正常工作。
[0029]電流檢測芯片U通過內(nèi)部的差動放大器電路，將上Rs.兩端的電壓差放大后，在OUT腳輸出一個與負(fù)載電流成比例的電流:
[0030]lout = Gm.Rsense.Iload
[0031]其中，1_是獻乂9928的OUT腳的輸出電流，Gm是MAX9928內(nèi)部的增益，固定值為5 μ A/mV, Rsense 為 0.1 Ω，Iload 負(fù)載電流。
[0032]第二電阻R2將MAX99280UT腳的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，故有，
[0033]Vout = Gm.Rsense.Iload.R2
[0034]由上面的公式則可以計算出檢測到的負(fù)載電流Iltjad的值，例如，若Vtjut為4.4V，則可得到負(fù)載電流Iltjad是4Α。
[0035]本實施例通過共模電壓鉗位電路將放大電路輸入端的共模電壓鉗位在一共模閾值范圍內(nèi)，使得電流檢測電路可以檢測大的共模電壓范圍內(nèi)進行高端電流檢測。
[0036]以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電流檢測電路，其特征在于，包括采樣電阻、放大電路和共模電壓鉗位電路，其中， 所述采樣電阻串聯(lián)在所要檢測的電流回路上； 所述放大電路用于放大所述采樣電阻兩端的電壓差，所述放大電路的第一輸入端連接所述采樣電阻的第一端，所述放大電路的第二輸入端連接所述采樣電阻的第二端，所述放大電路的輸出端輸出放大后的所述電壓差； 所述共模電壓鉗位電路的第一輸入端連接到所述放大電路的第一輸入端，所述共模電壓鉗位電路的第二輸入端連接到所述放大電路的接地端，所述共模電壓鉗位電路用于將所述共模電壓鉗位電路第一輸入端和第二輸入端的之間的電壓鉗位在共模閾值范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述共模電壓鉗位電路包括穩(wěn)壓二極管、第一電阻和三極管，其中: 所述穩(wěn)壓二極管的負(fù)極為所述共模電壓鉗位電路的第一輸入端連接到所述放大電路的第一輸入端，所述穩(wěn)壓二極管的正極連接到所述第一電阻的第一端，所述第一電阻的第二端連接到接地點，所述三極管的基極連接到所述第一電阻的第一端，所述三極管的發(fā)射極為所述共模電壓鉗位電路的第二輸入端連接到所述放大電路的接地端，所述三極管的集電極用于連接到接地點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其特征在于，所述放大電路包括高端電流檢測芯片和第二電阻，其中，所述高端電流檢測芯片的第一輸入端和第二輸入端分別為所述放大電路的所述第一輸入端和所述第二輸入端，所述第二電阻的第一端連接到所述高端電流檢測芯片的輸出端，所述第二電阻的第二端用于連接到接地點，所述第二電阻的第一端為所述放大電路的所述輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電路，其特征在于，所述采樣電阻為精密電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電路，其特征在于，所述采樣電阻的阻值范圍為0.1歐姆?1.5歐姆。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓二極管為壓降為24伏的穩(wěn)壓二極管。
【文檔編號】G01R19/00GK104076181SQ201310104999
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】周明杰, 林錦旭 申請人:海洋王（東莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司