负压电流检测电路的制作方法

本申请涉及电机驱动，具体而言，涉及一种负压电流检测电路。

背景技术：

1、常见的步进电机单个线圈全桥驱动电路模型如图1所示，图1为背景技术步进电机驱动电路示意图，ah、al、bh、bl为四个功率管，m为步进电机，以此为例，首先当ah、bl两个功率管打开，此时电流从vm流经ah、bl两功率管从左往右到地，此时处于电机驱动drive阶段；当流过电机的电流达到预设值时，ah、bl两功率管关闭，此时电机进入续流衰减状态(因为电机内部线圈具有电感效应，会使电流继续从左至右流动并不断衰减)。

2、电流衰减有两种途径：异步衰减和同步衰减。异步衰减是衰减电流流经功率管的体二极管，电流方向依旧为从左往右；同步衰减为通过打开斜对角bh、al功率管，使衰减电流流经功率管，电流方向依旧为从左往右。后文主要以同步衰减来说明。

3、电流衰减模式一般有三种：慢衰减、快衰减、混合衰减。慢衰减是当电机进入续流衰减状态时，打开al、bl两功率管，电流方向如图1所示(b)；快衰减是当电机进入续流衰减状态时，打开al、bh两功率管，电流方向如图1所示(c)；混合衰减是快、慢衰减的组合。

4、当电机处于续流衰减状态时，电压输出为负压，运算放大器无法正常输出，此时，采样电路失效，因此，目前亟需一种可以对负压电流进行采样检测的检测电路。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种负压电流检测电路，可以实现在电机处于续流衰减状态时对负压电流进行采样。

2、本申请的实施例是这样实现的：

3、本申请实施例的一方面，提供一种负压电流检测电路，包括：电压转换模块、采样模块和采样电流输出模块；所述电压转换模块与基准电压源、功率管、所述采样模块以及所述采样电流输出模块连接，用于将所述功率管的负载电压转化为可用于采样的采样电压；所述采样模块用于将所述功率管的负载电流成比例复制，并向所述采样电流输出模块输出与所述负载电流成比例的采样电流；所述采样电流输出模块用于将所述采样电流镜像输出。

4、可选地，电压转化模块包括第一转换模块、第二转换模块和第三转换模块；所述第一转换模块的输入端与所述基准电压源和所述功率管连接，另一端与所述第二转换模块连接，用于计算所述输出电压和所述基准电压源输出的基准电压之间的关系；所述第二转换模块还与所述基准电压源以及所述第三转换模块连接，用于消除所述基准电压对所述输出电压的影响；所述第三转换模块还与所述采样模块和所述采样电流模块连接，用于将转换后的输出电压作为所述采样电压。

5、可选地，第一转换模块包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述第一电阻的一端与所述功率管连接，另一端与所述第一运算放大器的负输入端连接；所述第二电阻的一端与所述第一运算放大器的负输入端连接，另一端与所述第一运算放大器的输出端连接；所述第三电阻的一端与所述基准电压源连接，另一端与所述第一运算放大器的正输入端连接；所述第四电阻的一端与所述第一运算放大器的正输入端连接，另一端接地；所述第一运算放大器的输出端还与所述第二转换模块连接。

6、可选地，第二转换模块包括第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻；所述第五电阻的一端与所述第一运算放大器的输出端连接，另一端与所述第二运算放大器的正输入端连接；所述第六电阻的一端接地，另一端与所述第二运算放大器的正输入端连接；所述第七电阻的一端与所述基准电压源连接，另一端与所述第二运算放大器的负输入端连接；所述第八电阻的一端与所述第二运算放大器的负输入端连接，另一端与所述第二运算放大器的输出端连接；所述第二运算放大器的输出端还与所述第三转换模块连接。

7、可选地，第三转换模块包括第三运算放大器以及放大管；所述第三运算放大器的正输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，负输入端与所述放大管的源极连接，所述第三运算放大器的输出端与所述放大管的栅极连接；所述放大管的漏极与所述采样电流输出模块连接，源极与所述采样模块连接。

8、可选地，采样模块包括采样管；所述采样管的栅极与所述功率管的栅极连接，源极接地，漏极与所述电压转换模块连接。

9、可选地，采样电流输出模块包括第一镜像管和第二镜像管；所述第一镜像管的栅极与所述第二镜像管的栅极以及所述第一镜像管的漏极连接，所述第一镜像管的源极与所述第二镜像管的源极连接；所述第二镜像管的漏极与采样电流输出端连接。

10、可选地，电压转换模块包括第四转换模块和第三转换模块；所述第四转换模块第一运算放大器、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端与所述功率管链接，另一端与所述第四运算放大器的负输入端连接，所述第二电阻的一端与所述第四放大器的负输入端连接，另一端与所述第四运算放大器的输出端连接；第三转换模块包括第三运算放大器以及放大管，所述第三运算放大器的正输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，负输入端与所述放大管的源极连接，所述第三运算放大器的输出端与所述放大管的栅极连接；所述放大管的漏极与所述采样电流输出模块连接，源极与所述采样模块连接。

11、可选地，第一电阻的阻值、所述第二电阻的阻值、所述第三电阻的阻值以及所述第四电阻的阻值相等。

12、可选地，第五电阻的阻值、所述第六电阻的阻值、所述第七电阻的阻值以及所述第八电阻的阻值相等。

13、本申请实施例的有益效果包括：

14、本申请实施例提供的一种负压检测电路，包括：电压转换模块、采样模块和采样电流输出模块；所述电压转换模块与基准电压源、功率管、所述采样模块以及所述采样电流输出模块连接，用于将所述功率管的负载电压转化为可用于采样的采样电压；所述采样模块用于将所述功率管的负载电流成比例复制，并向所述采样电流输出模块输出与所述负载电流成比例的采样电流；所述采样电流输出模块用于将所述采样电流镜像输出，实现在电机处于续流衰减状态时对负压电流进行采样。

技术特征：

1.一种负压电流检测电路，其特征在于，包括：电压转换模块、采样模块和采样电流输出模块；

2.如权利要求1所述的负压电流检测电路，其特征在于，所述电压转化模块包括第一转换模块、第二转换模块和第三转换模块；

3.如权利要求2所述的负压电流检测电路，其特征在于，所述第一转换模块包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

4.如权利要求2所述的负压电流检测电路，其特征在于，所述第二转换模块包括第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻；

5.如权利要求2所述的负压电流检测电路，其特征在于，所述第三转换模块包括第三运算放大器以及放大管；

6.如权利要求1所述的负压电流检测电路，其特征在于，所述采样模块包括采样管；

7.如权利要求1所述的负压电流检测电路，其特征在于，所述采样电流输出模块包括第一镜像管和第二镜像管；

8.如权利要求1所述的负压电流检测电路，其特征在于，所述电压转换模块包括第四转换模块和第三转换模块；

9.如权利要求3所述的负压电流检测电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值、所述第二电阻的阻值、所述第三电阻的阻值以及所述第四电阻的阻值相等。

10.如权利要求4所述的负压电流检测电路，其特征在于，所述第五电阻的阻值、所述第六电阻的阻值、所述第七电阻的阻值以及所述第八电阻的阻值相等。

技术总结
本申请提供一种负压电流检测电路，属于电流检测技术领域。包括：电压转换模块、采样模块和采样电流输出模块；所述电压转换模块与基准电压源、功率管、所述采样模块以及所述采样电流输出模块连接，用于将所述功率管的负载电压转化为可用于采样的采样电压；所述采样模块用于将所述功率管的负载电流成比例复制，并向所述采样电流输出模块输出与所述负载电流成比例的采样电流；所述采样电流输出模块用于将所述采样电流镜像输出。本负压电流检测电路可以实现在电机处于续流衰减状态时对负压电流进行采样。

技术研发人员：杨林伟,李赋杰
受保护的技术使用者：拓尔微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/20