电流检测电路的制作方法

本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种电流检测电路。

背景技术：

在采样电阻加比较器的单电源电流检测电路中，比较器的数据手册中规定了允许输入电压的范围，该允许输入电压的范围的下限一般不得低于电源负极电压。在现有技术中的单电源电流检测电路中，若比较器与采样电阻共地，且流过采样电阻的电流可以正向流动，也可以负向流动。当电流负向流动则确定在采样电阻中产生负电流，当流过采样电阻的负电流足够大时，由该负电流产生的负电压信号可能会低于比较器的允许最低输入电压，在这种情况下，单电源电流检测电路无法正常检测电流。

针对现有技术中当流入检测电路中的比较器的负电压信号达到一定值时，单电源电流检测电路无法正常工作的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种电流检测电路，以至少解决现有技术中当流入检测电路中的比较器的负电压信号达到一定值时，单电源电流检测电路无法正常工作的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种电流检测电路，可以包括：采样电阻，用于将待检测电流转换为采样电压；钳位子电路，与采样电阻连接，用于将采样电阻的采样电压钳制在零电位以上；比较器，与钳位子电路连接，用于对钳位子电路的输出电压进行检测。

进一步地，所述钳位子电路可以包括：第一电阻，第一端与所述采样电阻的第一端连接；二极管，第一端与所述第一电阻的第二端连接于第一节点，第二端与所述采样电阻的第二端连接，所述二极管的第二端和所述采样电阻的第二端均接地，其中，所述第一节点与所述比较器的输入端连接，所述钳位子电路的输入电压通过所述第一节点输入所述比较器。

进一步地，所述检测电路还包括：第二电阻，第一端与所述第一电阻的第二端连接于所述第一节点；第三电阻，第一端与所述第二电阻的第二端连接，第二端与直流电源连接。

进一步地，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值之和小于所述第三电阻的阻值。

进一步地，所述第三电阻的阻值与所述第一电阻、所述第二电阻以及所述第三电阻的阻值之和的比值大于预定比值。

进一步地，所述检测电路还包括：第一电容，第一端连接在所述第一节点与所述比较器的输入端之间，第二端接地，用于对所述采样电压进行滤波。

进一步地，所述检测电路还包括：第四电阻，第一端与所述比较器的输出端连接，其中，所述比较器的输出端用于输出对所述钳位子电路的输出电压检测的结果；第二电容，第一端与所述第四电阻的第二端连接，第二端接地，所述第二电容的第一端还与所述检测电路的输出端连接。

进一步地，所述比较器的基准电压大于零，所述比较器利用所述基准电压对所述钳位子电路的输出电压进行检测。

进一步地，所述采样电阻的阻值小于所述第一电阻的阻值。

通过本实用新型上述实施例，通过钳位子电路将采样电阻的采样电压钳制在零电位以上，使得流入比较器的电压信号中没有负电压，进而使得比较器的输入电压在允许输入的电压范围，解决了现有技术中当流入检测电路中的比较器的负电压信号达到一定值时，单电源电流检测电路无法正常工作的问题，实现了当电路中负电流较大时，输入比较器的电压信号在比较器允许输入的电压范围内，达到了检测电路可以正常工作的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种电流检测电路的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的单电源电流检测电路的示意图。

具体实施方式

首先对本申请涉及的术语解释如下：

钳位：将某点的电位限制在规定的电位以上的措施，称为钳位。具体的，产生这个措施的电路称为钳位电路。

根据本实用新型实施例，提供了一种电流检测电路的实施例，需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图1是根据本实用新型实施例的一种电流检测电路的示意图，如图1所示，该电路可以包括：

采样电阻101，用于将待检测电流转换为采样电压；

钳位子电路105，与采样电阻连接，用于将采样电阻的采样电压钳制在零电位以上；

比较器103，与钳位子电路连接，用于对钳位子电路的输出电压进行检测。

通过本实用新型上述实施例，通过钳位子电路将采样电阻的采样电压钳制在零电位以上，使得流入比较器的电压信号中没有负电压，进而使得比较器的输入电压在允许输入的电压范围，解决了现有技术中当流入检测电路中的比较器的负电压信号达到一定值时，单电源电流检测电路无法正常工作的问题，实现了当电路中负电流较大时，输入比较器的电压信号在比较器允许输入的电压范围内，达到了检测电路可以正常工作的效果。

上述实施例中的采样电阻可以将双向流动的待检测电流转换成输出采样电压信号，由于电流双向流动，故会出现负电压信号；钳位子电路，可以将采样电阻的采样电压钳制在零电位以上，也即负电压被钳制，正电压允许通过该电路，从而流入比较器的没有负电压。

上述采样电阻可以预先设置，可以是碳膜电阻，也可以是金属电阻器，还可以是线绕电阻，上述采样电阻包括但不限于：碳膜电阻、金属电阻和线绕电阻。上述采样电阻可以是一个电阻，也可以是多个电阻。

上述比较器可以是过零电压比较器，也可以是电压比较器，可以是窗口比较器，还可以是滞回比较器，上述比较器包括但不限于：过零电压比较器、电压比较器、窗口比较器和滞回比较器。

根据本实用新型的上述实施例，钳位子电路包括：第一电阻，第一端与采样电阻的第一端连接；二极管，第一端与第一电阻的第二端连接于第一节点，第二端与采样电阻的第二端连接，二极管的第二端和采样电阻的第二端均接地，其中，第一节点与比较器的输入端连接，钳位子电路的输入电压通过第一节点输入比较器。

上述二极管可以为锗二极管(Ge管)，也可以为硅二极管，可以为检波二极管、整流二极管、稳压二极管，也可以为开关二极管，上述二极管包括但不限于：锗二极管、硅二极管、检波二极管、整流二极管、稳压二极管和开关二极管。

采用本实用新型上述实施例，通过第一电阻对钳位子电路的电流进行限制，以免较大的电流超过钳位子电路的规定的工作电流阈值，损害钳位子电路的元器件，并且钳位子电路内的二极管钳位比较器的输入电压，较好的保证了比较器的输入电压信号在允许的输入电压范围内，避免了比较器的输入电压信号低于零电位的情况发生，达到了比较器输入电压信号的预设要求。

根据本实用新型的上述实施例，检测电路还包括：第二电阻，第一端与第一电阻的第二端连接于第一节点；第三电阻，第一端与第二电阻的第二端连接，第二端与直流电源连接。

上述第二电阻和第三电阻可以是碳膜电阻，也可以是金属电阻器，还可以是线绕电阻，上述采样电阻包括但不限于：碳膜电阻、金属电阻和线绕电阻。

采用本实用新型上述实施例，通过调整第二电阻和第三电阻，以及钳位子电路中的第一电阻的电阻值，可以对比较器的输入电压进行合理的分配，确保比较器的输入电压信号在允许的输入电压范围内。

根据本实用新型的上述实施例，第一电阻和第二电阻的阻值之和小于第三电阻的阻值。

采用本实用新型上述实施例，通过第一电阻和第二电阻的阻值之和小于第三电阻阻值的方法，可以将采样电压幅值的大部分都输入比较器，进而减小了信号的衰减。

根据本实用新型的上述实施例，第三电阻的阻值与第一电阻、第二电阻以及第三电阻的阻值之和的比值大于预定比值。

上述预定比值可以预先设置，如，预定比值可以为0.8。

采用本实用新型上述实施例，采用第三电阻的阻值与第一电阻、第二电阻以及第三电阻的阻值之和的比值大于预定比值，通过调整预定比值，进而可以调整采样电压的幅值输入比较器的比例，有效的控制了信号的衰减。

根据本实用新型的上述实施例，检测电路还包括：第一电容，第一端连接在第一节点与比较器的输入端之间，第二端接地，用于对采样电压进行滤波。

上述第一电容可以是固定电容，也可以是可变电容，可以为云母电容、陶瓷电容、纸/塑料薄膜电容、电解电容或玻璃釉电容，也可以是玻璃介质电容、空气介质电容或陶瓷介质电容。

采用本实用新型上述实施例，通过第一电容，可以对输入比较器的输入信号进行有效的滤波。

根据本实用新型的上述实施例，检测电路还包括：第四电阻，第一端与比较器的输出端连接，其中，比较器的输出端用于输出对钳位子电路的输出电压检测的结果；第二电容，第一端与第四电阻的第二端连接，第二端接地，第二电容的第一端还与检测电路的输出端连接。

上述第四电阻可以预先设置，可以是碳膜电阻，也可以是金属电阻器，还可以是线绕电阻，上述第四电阻包括但不限于：碳膜电阻、金属电阻和线绕电阻。

上述第二电容可以是固定电容，也可以是可变电容，可以为云母电容、陶瓷电容、纸/塑料薄膜电容、电解电容或玻璃釉电容，也可以是玻璃介质电容、空气介质电容或陶瓷介质电容。

采用本实用新型上述实施例，通过第四电阻和第二电容对比较器的输出进行滤波，不仅达到了滤波的目的，还可以有效的控制比较器输出的滤波延时。

根据本实用新型的上述实施例，比较器的基准电压大于零，比较器利用基准电压对采样电压进行检测。

采用本实用新型上述实施例，利用基准电压对采样电压进行检测，可以准确的检测出采样电压是否在比较器允许输入的电压范围，达到了比较器数据手册的规定要求。

根据本实用新型的上述实施例，采样电阻的阻值小于第一电阻的阻值。

采用本实用新型上述实施例，采用采样电阻的阻值小于第一电阻的阻值，可以通过采样电阻灵敏的控制采样电压，进而提高了电流检测电路的灵敏性。

下面，结合图2的单电源电流检测电路详述本实用新型实施例，如图2所示的单电源电流检测电路包括：采样电阻RS，二极管D1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第一电容C1，第二电容C2，比较器A。

当电路中出现较大的负电流时，二极管D1对比较器A的输入电压进行钳位；第一电阻R1为二极管D1进行限流；第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3对比较器的输入电压进行分配(分压)，第一电容C1对比较器的输入信号进行滤波。

其中，i为流过采样电阻RS的电流，Vi为比较器的输入电压。

可选的，RS＝0.33Ω，R1＝330Ω，R2＝680Ω，R3＝5.6K，C1＝0.1uF：

当二极管截止时：

R1*(5-i*RS)/(R3+R2+R1)+i*RS>-0.6，即0.33*(5-i*RS)/(5.6+0.68+0.33)+i*RS>-0.6，由此可得，i>-2.7A，将i>-2.7A带入Vi可知，

Vi＝5-(5-i*RS)*R3/(R1+R2+R3)＝0.764+0.28*i>0V，高于允许的输入电压下限。

同时需要考虑采样电流在较大的时候，Vi不要高于比较器的输入上限。为了减少信号让采样电压i*RS尽可能输入比较器，可令R3/(R1+R2+R3)>0.8，则信号采样电压幅值的80％以上都会输入比较器。

当二极管导通时：

R1*(5-i*RS)/(R3+R2+R1)+i*RS<-0.6，即0.33*(5-i*RS)/(5.6+0.68+0.33)+i*RS<-0.6，

由此可得，i<-2.7A，将i<-2.7A带入Vi可知，

Vi＝5-(5+0.6)*R3/(R2+R3)＝0.006V>0V，在比较器的输入电压范围内。

通过Vi＝0.764+0.28*i可得，ΔVi/(Δi*RS)＝0.28/0.33＝0.84，也就是说输入信号采样电压i*RS幅值的84％都会输入比较器，信号衰减程度可以接受。

同相输入端的参考电压V_ref根据阈值电流i_ref(需要检测的电流值)设置，计算等式V_ref＝5-(5-i_ref*RS)*R3/(R1+R2+R3)＝0.764+0.28*i_ref。

其中，电阻R5和电容C3对比较器输出进行滤波。

需要注意延时，整个电路的总延时包括比较器的输入端的滤波延时，比较器的响应延时，比较器输出滤波延时。总延时应该根据实时性要求进行控制。

可选的，可以将采样电阻RS、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1设置为RS＝0.33Ω，R1＝1KΩ，R2＝2KΩ，R3＝16KΩ，C1＝0.01uF。

通过设置采样电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容的数值，并通过二极管将采样电阻的采样电压钳制在零电位以上，进而使得比较器的输入电压在允许输入的电压范围，解决了现有技术中当流入检测电路中的比较器的负电压信号达到一定值时，单电源电流检测电路无法正常工作的问题。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。