1.本实用新型涉及电信号处理领域，具体涉及一种带限流保护功能的直流电流检测电路。
背景技术：
2.随着科技的发展，电子设备应用越来越广泛和人民的生活息息相关，电子设备的稳定安全是我们日常生活和工作的正常进行的保障，并备受关注。在电子设备或器件中，当电流大于某数值时，可能导致设备或器件的烧毁或无法正常工作，需要对这些设备或器件中传输的电流进行检测并及时做出相应措施，从而实现过流保护的电流检测电路的应运而生，如申请号为cn202023278694.5的专利中公开一种正负电流检测及过流保护自恢复装置，其采用的方案为通过运放将检流电阻两端的电压检测并放大，通过基准电压抬高检流电阻电压的检测电位，实现正负电流的检测；通过搭建比较电路，当检流电阻两端电压高于过流保护设定值时触发保护，锁死电路，当检流电阻两端电压低于解锁设定值时解除锁定电路。然而在实际应用中，当电路出现故障导致电流频繁波动时，如采用上述专利中记载的方案会导致过流保护在触发保护与解除触发保护之间频繁切换，从而导致负载运行不稳定，且可能损坏负载，电路安全性不高。
技术实现要素：
3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带限流保护功能的直流电流检测电路,其具有峰值稳定保持的特性，使得在出现过流的情况下，能够稳定的控制负载电流断开，避免电流频繁波动导致负载运行不稳定的情况发生，电路安全性高。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种带限流保护功能的直流电流检测电路，包括电源开关子电路、电流采样电阻、差分放大子电路、电压比较子电路、峰值保持子电路和过流保护子电路；所述电源开关子电路的一端用于与电源连接，所述电源开关子电路的另一端用于通过所述电流采样电阻与负载连接，所述电源开关子电路的受控端用于与微处理器的电源使能信号输出接口连接；所述差分放大子电路的两输入端分别连接在所述电流采样电阻的两端，所述差分放大子电路的输出端连接在所述电压比较子电路的输入端上，所述电压比较子电路的输出端连接在所述峰值保持子电路的输入端上，所述峰值保持子电路的输出端通过所述过流保护子电路连接在所述电源开关子电路的受控端上。
5.本实用新型的有益效果是：本实用新型一种带限流保护功能的直流电流检测电路通过电流采样电阻将流入负载的电流信号转换为电压信号，并利用差分放大子电路对该电压信号进行放大，且通过电压比较子电路判断该放大的电压信号是否超过基准电压信号，当超过基准电压信号时，说明流入负载的电流信号过大，于是电压比较子电路输出一个高电平使峰值保持子电路也输出高电平，即使电压比较子电路不在输出高电平时，峰值保持子电路也输出高电平，实现峰值的稳定保持，峰值保持子电路输出的峰值稳定保持的高电平控制过流保护子电路动作，从而使电源开关子电路断开，实现稳定的过流保护，避免电源
的频繁保护及自恢复导致负载运行不稳定的情况发生，电路安全性高。
附图说明
6.图1为本实用新型一种带限流保护功能的直流电流检测电路的结构框图；
7.图2为本实用新型一种带限流保护功能的直流电流检测电路的电路原理图。
具体实施方式
8.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
9.如图1所示，一种带限流保护功能的直流电流检测电路，包括电源开关子电路、电流采样电阻、差分放大子电路、电压比较子电路、峰值保持子电路和过流保护子电路；所述电源开关子电路的一端用于与电源power_in连接，所述电源开关子电路的另一端用于通过所述电流采样电阻与负载连接，所述电源开关子电路的受控端用于与微处理器的电源使能信号输出接口power_en连接；所述差分放大子电路的两输入端分别连接在所述电流采样电阻的两端，所述差分放大子电路的输出端连接在所述电压比较子电路的输入端上，所述电压比较子电路的输出端连接在所述峰值保持子电路的输入端上，所述峰值保持子电路的输出端通过所述过流保护子电路连接在所述电源开关子电路的受控端上。进一步，所述差分放大子电路的输出端还用于与所述微处理器的a/d转换接口mcua/d连接；所述峰值保持子电路的输出端还用于与所述微处理器的高电平过流指示信号输入接口ocp连接；所述峰值保持子电路的输入端还用于与所述微处理器的电源使能信号输出接口power_en连接。
10.图2为本实用新型一种带限流保护功能的直流电流检测电路的电路原理图；在本具体实施例中，如图2所示：
11.所述电源开关子电路包括第一mos管q1和第二mos管q2；所述第一mos管q1的源极为所述电源开关子电路的一端并用于与所述电源power_in连接，所述第一mos管q1的源极还通过第二电容c2接地，所述第一mos管q1的源极还通过第十三电阻r13连接在所述第一mos管q1的栅极上，所述第一mos管q1的漏极为所述电源开关子电路的另一端并用于通过所述电流采样电阻r19（图2中r19为所述电流采样电阻)与所述负载连接；所述第一mos管q1的栅极通过第十二电阻r12连接在所述第二mos管q2的漏极上，所述第二mos管q2的源极接地，所述第二mos管q2的栅极为所述电源开关子电路的受控端并用于通过第五电阻r5与微处理器的电源使能信号输出接口power_en连接，所述第二mos管q2的栅极还通过第十一电阻r11接地，所述第二mos管q2的栅极还通过所述过流保护子电路与所述峰值保持子电路的输出端连接。
12.所述差分放大子电路包括运算放大器u2a、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17和第十八电阻r18；所述第十八电阻r18的一端为所述差分放大子电路的一输入端并连接在所述电流采样电阻r19与所述第一mos管漏极连接的一端上，所述第十八电阻r18的另一端与所述运算放大器u2a的同相输入端连接，所述运算放大器u2a的同相输入端通过所述第十六电阻r16接地，所述第十七电阻r17的一端为所述差分放大子电路的另一输入端并连接在所述电流采样电阻r19与所述负载连接的一端上，所述第十七电阻r17的另一端与所述运算放大器u2a的反相输入端连接，所述运算放大器u2a的反相输入端通过所述第
十五电阻r15连接在所述运算放大器u2a的输出端上，所述运算放大器u2a的输出端为所述差分放大子电路的输出端并连接在所述电压比较子电路的输入端上，所述运算放大器u2a的输出端还通过并联的第三电容c3和第十四电阻r14接地，所述运算放大器u2a的输出端还用于与所述微处理器的a/d转换接口mcua/d连接；所述运算放大器u2a的正极电源端连接逻辑电源vcc，所述运算放大器u2a的负极电源端接地。优选的，所述第十八电阻r18的阻值与所述第十七电阻r17的阻值相等，所述第十六电阻r16的阻值与所述第十五电阻r15的阻值相等。
13.所述电压比较子电路包括第一比较器u1a、第七电阻r7和第八电阻r8；所述第一比较器u1a的同相输入端为所述电压比较子电路的输入端并与所述差分放大子电路的输出端连接，所述第一比较器u1a的反相输入端通过所述第七电阻r7接地，所述第一比较器u1a的反相输入端还通过所述第八电阻r8连接在逻辑电源vcc上；所述第一比较器u1a的正电源电压端连接逻辑电源vcc，所述第一比较器u1a的负电源电压端接地，所述第一比较器u1a的输出端为所述电压比较子电路的输出端并通过第一二极管d1连接在所述峰值保持子电路的输入端上。
14.所述峰值保持子电路包括第二比较器u1b、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第六电阻r6和第一电容c1；所述第四电阻r4的一端为所述峰值保持子电路的输入端并通过第一二极管d1连接在所述电压比较子电路的输出端上，所述第四电阻r4的另一端与所述第二比较器u1b的正相输入端连接，所述第二比较器u1b的正相输入端还通过所述第一电阻r1接地；所述第二比较器u1b的反相输入端通过所述第二电阻r2连接逻辑电源vcc，所述第二比较器u1b的反相输入端还通过并联的所述第三电阻r3和所述第一电容c1接地，所述第二比较器u1b的输出端为所述峰值保持子电路的输出端并通过所述过流保护子电路连接在所述电源开关子电路的受控端上，所述第二比较器u1b的输出端还通过所述第六电阻r6与所述第二比较器u1b的正相输入端连接，所述第二比较器u1b的输出端还用于与所述微处理器的高电平过流指示信号输入接口ocp连接，所述第二比较器u1b的正相输入端还用于通过第二二极管d2与所述微处理器的电源使能信号输出接口power_en连接。
15.所述过流保护子电路包括第三mos管q3、第九电阻r9和第十电阻r10；所述第九电阻r9的一端与所述峰值保持子电路的输出端连接，所述第九电阻r9的另一端与所述第三mos管q3的栅极连接，所述第三mos管q3的栅极通过所述第十电阻r10接地，所述第三mos管q3的源极接地，所述第三mos管q3的漏极与所述电源开关子电路的受控端连接。
16.在本实用新型中：
17.（1）图2中的输出端口power用于连接所述负载。
18.（2）第一mos管q1是电源开关，由第二mos管q2控制，而第二mos管q2由微处理器的电源使能信号输出接口power_en输出的电源使能信号控制，当电源使能信号为高电平时，第二mos管q2的漏极和源极导通，第一mos管q1的漏极和源极也导通，电源power_in经过电流采样电阻r19导到输出端口power,此时负载带电。
19.（3）电流采样电阻r19把流入负载的电流信号转换为电压信号。
20.（4）运算放大器u2a、第十八电阻r18、第十七电阻r17、第十六电阻r16和第十五电阻r15构成差分放大子电路，对电流采样电阻r19两端的电压进行放大；优选r18=r17,r16=r15,则差分放大子电路的放大倍数=r15/r17；放大后的电压信号由运算放大器u2a的输出
端输出送到微处理器的a/d转换接口，可由微处理器转换为a/d数据；具体的，流入负载的电流信号的计算公式为：电流值=（a/d数据*a/d参考电压）/（a/d总量程*放大倍数*r19）；其中，a/d参考电压为微处理器内a/d转换电路的参考电压，a/d总量程为微处理器内a/d转换电路的总量程，电压的单位为v，电流的单位为a,电阻的单位为欧姆。
21.（5）经过电流采样电阻r19的电流到达运算放大器u2a输出变为放大的电压信号。
22.（6）第一比较器u1a、第八电阻r8和第七电阻r7组成过电压比较子电路，当运算放大器u2a输出的电压超过第一比较器u1a的反相输入端的电压时，第一比较器u1a输出高电平。结合（5），实现过电流时第一比较器u1a输出高电平。
23.（7）第二比较器u1b和第六电阻r6、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4组成峰值保持子电路。当第一比较器u1a输出的高电平通过第一二极管d1以及第四电阻r4后，提高了第二比较器u1b的同相输入端的电位，使第二比较器u1b的同相输入端的电位高于第二比较器u1b的反相输入端的电位，第二比较器u1b输出高电平；此时，由于第二比较器u1b输出的高电平通过第六电阻r6提高了第二比较器的同相输入端的电位，通过设计合适的第一电阻r1和第六电阻r6电阻构成的电阻对以及第二电阻r2和第三电阻r3构成的电阻对，即使第一比较器u1a不再输出高电平，第二比较器u1b的同相输入端的电位也高于反相输入端的电位，从而实现峰值的稳定保持。
24.（8）第二比较器u1b的输出高电平，使第三mos管q3导通，使第二mos管q2截止，使第一mos管q1关断，起到电流过流时的关断保护。同时第二比较器u1b的输出高电平过流指示信号通过高电平过流指示信号输入接口ocp通知微处理器。
25.（9）峰值保持子电路的复位：当电源使能信号为低电平时，拉低第二比较器u1b的同相输入端的电位，并低于第二比较器u1b的反相输入端的电位，第二比较器u1b输出低电平，第二比较器u1b不再保持峰值，状态恢复。
26.本实用新型一种带限流保护功能的直流电流检测电路通过电流采样电阻将流入负载的电流信号转换为电压信号，并利用差分放大子电路对该电压信号进行放大，且通过电压比较子电路判断该放大的电压信号是否超过基准电压信号，当超过基准电压信号时，说明流入负载的电流信号过大，于是电压比较子电路输出一个高电平使峰值保持子电路也输出高电平，即使电压比较子电路不在输出高电平时，峰值保持子电路也输出高电平，实现峰值的稳定保持，峰值保持子电路输出的峰值稳定保持的高电平控制过流保护子电路动作，从而使电源开关子电路断开，实现稳定的过流保护，避免电源的频繁保护及自恢复导致负载运行不稳定的情况发生，电路安全性高。
27.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。