专利名称：桥接负载电流检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电流检测技术领域，特别涉及一种桥接负载电流检测电路。
技术背景目前，在电子技术领域，诸如马达控制、螺线管控制、电源管理等很多应用中都需要进行准确的电流检测。这些应用中所采用的电流检测技术通常包括高边检测和低边检测两种类型，其中尤以高边电流检测方法的应用更为广泛，其原因在于高边电流检测具有保持接地回路完整性等诸多优势。然而，高边电流检测不可避免地会遇到在很大的共模信号中去測量微小差模信号的问题，通常解决此问题的方法是提高电流检测放大器的共模抑制比(CMRR)，但由于技术方案及エ艺等诸多因素的限制，电流检测放大器的CMRR指标不可能无限制地増大。更为突出的矛盾出现在交流电流的检测中。由于杂散分布參数的影响，电流检测放大器的CMRR会随着频率的升高而下降，从而导致测量误差増大。
发明内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供ー种桥接负载电流检测电路，针对在各种相关应用中广泛采用的桥接负载(BTL)拓扑的电流检测问题，能够克服现有电流检测技术在频率较高的情况下测量精度严重下降的问题。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的该桥接负载电流检测电路，包括BTL放大器电路、负载电阻和运算放大器，输入信号源的信号经BTL放大器放大后以差分形式从输出引脚Vo+和Vo-输出，所述负载电阻两端分别串联等值的检流电阻I和检流电阻II后，再联接至BTL放大器的输出引脚Vo+和Vo-，所述BTL放大器的输出负载支路上形成4个节点，所述检流电阻I与输出引脚Vo+的公共接点为节点I，所述检流电阻I与负载电阻的公共接点为节点II，所述负载电阻与检流电阻II的公共接点为节点III，所述检流电阻II与输出引脚Vo-的的公共接点为节点IV ；节点I和节点III通过第一电阻和第三电阻连接到运算放大器的正输入端，节点II和节点IV通过第二电阻和第四电阻连接到运算放大器的负输入端，第一至第四电阻的阻值相等；所述运算放大器的正输入端对地接入了第五电阻，而负输入端到输出端则接入了反馈电阻，第五电阻和反馈电阻的阻值相等。本实用新型的有益效果是本实用新型针对在各种相关应用中广泛采用的桥接负载(BTL)拓扑的电流检测问题，提供ー种大幅度削弱共模电压影响，提高电流测量精度的电路结构，克服了现有电流检测技术在频率较高的情况下测量精度严重下降的缺陷，其电路设计紧凑，适合推广使用。本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进ー步的详细描述，其中图I是本实用新型提出的平衡式电流检测电路实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下将參照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细 的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。图I是本实用新型提出的平衡式电流检测电路实施例的电原理图。如图所示，该实施例中，电路包括BTL放大器电路、负载电阻RL和运算放大器Ul，输入信号源的信号经BTL放大器放大后以差分形式从输出引脚Vo+和No-输出，所述负载电阻RL两端分别串联等值的检流电阻I RSl和检流电阻II RS2后，再联接至BTL放大器的输出引脚Vo+和Vo-，所述BTL放大器的输出负载支路上形成4个节点(即图中的① ④)，所述检流电阻I RSl与输出引脚Vo+的公共接点为节点I (即图中的①)，所述检流电阻IRSl与负载电阻RL的公共接点为节点II (即图中的②)，所述负载电阻RL与检流电阻II RS2的公共接点为节点III (即图中的③)，所述检流电阻II RS2与输出引脚Vo-的的公共接点为节点IV (即图中的④);节点I和节点III通过第一电阻Rl和第三电阻R3连接到运算放大器Ul的正输入端，节点II和节点IV通过第二电阻R2和第四电阻R4连接到运算放大器Ul的负输入端，第一至第四电阻的阻值相等；所述运算放大器的正输入端对地接入了第五电阻R5，而负输入端到输出端则接入了反馈电阻R6，第五电阻和反馈电阻的阻值相等。本实用新型通过在BTL电路的负载RL两端各串联ー只等值的检流电阻(其阻值通常远小于负载阻杭)，配合后续的差分放大器实现负载电流的检测。此ニ电阻两端的电压正比于负载电流，且彼此相等。检流电阻两端的共模电压往往很高，不管是直流电压还是交流电压都是如此，这也是常见的高边电流检测所遭遇的主要问题，特别在高频电流检测中，往往会产生可观的共模误差。本实用新型利用BTL电路的对称特性，采用双边检测的方法，在设置对称检流电阻的基础上，改进后续差分放大器的结构，使交流共模电压抵消后再进行差分放大，从源头上显著削弱了共模误差的不利影响。另外，运放电路整体上可以看成ー个差分放大器，但有别于常见的只有两个输入的差分放大电路，准确地说此为ー个加减法电路，将节点I和节点III、节点II和节点IV的电压两两叠加之后，再求两个和值的差。由于BTL电路的对称输出特性，节点I和节点3、节点2和节点4的电压叠加可以抵消交流共模电压。BTL放大器电路输出的直流共模电压为供电电压V+的一半即V+/2，节点I和节点III、节点II和节点IV的电压叠加无法抵消直流共模电压。常见的BTL功放电路供电电压V+通常较高，而后续运算放大器的供电电压通常不高，为保证运放的正常工作，加到其输入端的共模电压一般应小于其供电电压，这样，BTL电路较高的直流共模输出电压可能会超出后续运放的共模输入范围，为避免这ー问题的发生，需根据实际情况调整Rf R6的数值，使得被测电压衰减一定比例。值得注意的是，对电流检测有价值的差模电压也不可避免地会受到相同比例的衰减，导致检测灵敏度的损失，所以在实际设计中，应根据BTL电路的供电电压、负载阻抗的大小等因素综合考虑选择检流电阻值、运放供电电压以及运放输入衰減量。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管參 照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗g和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.桥接负载电流检测电路，其特征在于包括BTL放大器电路、负载电阻(RL)和运算放大器(Ul),输入信号源的信号经BTL放大器放大后以差分形式从输出引脚Vo+和Vo-输出，所述负载电阻(RL)两端分别串联等值的检流电阻I (RSl)和检流电阻II (RS2)后，再联接至BTL放大器的输出引脚Vo+和Vo-，所述BTL放大器的输出负载支路上形成4个节点，所述检流电阻I (RSl)与输出引脚Vo+的公共接点为节点I，所述检流电阻I (RSl)与负载电阻(RL)的公共接点为节点II，所述负载电阻(RL)与检流电阻II (RS2)的公共接点为节点III，所述检流电阻II (RS2)与输出引脚Vo-的的公共接点为节点IV ； 节点I和节点III通过第一电阻(Rl)和第三电阻(R3)连接到运算放大器(Ul)的正输入端，节点II和节点IV通过第二电阻(R2)和第四电阻(R4)连接到运算放大器(Ul)的负输入端，第一至第四电阻的阻值相等； 所述运算放大器的正输入端对地接入了第五电阻(R5)，而负输入端到输出端则接入了反馈电阻(R6)，第五电阻和反馈电阻的阻值相等。
专利摘要本实用新型公开了一种桥接负载电流检测电路，包括BTL放大器电路、负载电阻和运算放大器，输入信号源的信号经BTL放大器放大后以差分形式从输出引脚Vo+和Vo-输出，负载电阻两端分别串联等值的检流电阻I和检流电阻II后，再联接至BTL放大器的输出引脚Vo+和Vo-，BTL放大器的输出负载支路上形成4个节点，节点I和节点III通过第一电阻和第三电阻连接到运算放大器的正输入端，节点II和节点IV通过第二电阻和第四电阻连接到运算放大器的负输入端，第一至第四电阻的阻值相等；本实用新型克服了现有电流检测技术在频率较高的情况下测量精度严重下降的缺陷，其电路设计紧凑，适合推广使用。
文档编号G01R19/00GK202453404SQ20112048865
公开日2012年9月26日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者何传红, 张莉 申请人:重庆大学