电流检测电路的制作方法

本发明的实施例的多个方面涉及一种电流检测电路。

背景技术：

分流电阻器可以布置在预定的电流路径上，以通过放大两端电压来测量根据电压的电流。

例如，为了测量微小的电流差，可以精确地制定分流电阻器的电阻值。分流电阻器的电阻值通常非常小，结果，容易受到根据连接的布线的图案产生的电阻值的影响。因此，如何设计布线的图案对于设计者而言是重要的考虑。

此外，利用分流电阻器的电流检测电路可以去除噪声，以测量微小的电流变化。噪声主要分为共模噪声和差模噪声。

共模噪声是针对两条信号线中的接地端子而产生的具有相同相位的噪声。为了去除共模噪声，存在各种方法，但作为一个示例，存在在接地端子与两条信号线L21和L22中的每条信号线之间连接旁路电容器C21和C22的方法(见图4)。作为AC分量的噪声经由旁路电容器C21和C22流入路径。差模噪声可以通过设置经由旁路电容器C21和C22的电流路径而去除。

然而，参照图4，阻抗(Z)51存在于与旁路电容器C21和C22连接的接地端子和与放大器31的第一电源端子Vee连接的接地端子之间。即，上述的两个接地端子是物理地彼此不同而具有电位差的接地端子。因此，根据电位差的共模电流流动，并且由于对共模电流执行的噪声分量，所以难以检测精确的电流。

此外，因为与旁路电容器C21和C22连接的接地端子的位置不同于连接到放大器31的第一电源端子Vee的接地端子的位置，所以会传送不同的噪声。

因此，为了解决上述的问题，本发明的多个方面包括具有新的结构的电流检测电路。

在此背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理 解，因此它可能包含不构成现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明的实施例的多个方面涉及一种电流检测电路以及涉及包括分流电阻器的电流检测电路。

本发明的实施例的多个方面包括具有改善电流精度的优点的电流检测电路。

根据本发明的一些实施例的多个方面，电流检测电路包括分流电阻器、放大器、将分流电阻器的第一端子连接到放大器的第一输入端子的第一信号线、将分流电阻器的第二端子连接到放大器的第二输入端子的第二信号线以及将分流电阻器的第二端子连接到放大器的第一电源端子的第三信号线。

电流检测电路还可以包括将第一信号线连接到第三信号线的第一电容器和将第二信号线连接到第三信号线的第二电容器。

第三信号线的图案可以在第一信号线的图案和第二信号线的图案之间。

第一信号线的阻抗可以与第二信号线的阻抗匹配。

第三信号线的阻抗可以与第一信号线的阻抗和第二信号线的阻抗匹配。

第一信号线的阻抗、第二信号线的阻抗和第三信号线的阻抗可以根据每个信号线图案的形状来确定。

第一电容器的电容和第二电容器的电容可以根据环境噪声的频率值来确定。

第一电容器的电容和第二电容器的电容可以具有相同的值。

放大器的第二电源端子可以连接到固定的电压源，施加到第二电源端子的电压可以比施加到第一电源端子的电压大。

分流电阻器可以位于电池保护电路的大电流路径上。

电池保护电路处于充电模式时分流电阻器的两端电压的极性可以与电池保护电路处于放电模式时分流电阻器的两端电压的极性不同。

放大器的输出可以输入到模数转换器(ADC)，可以根据ADC的输出来测量在分流电阻器中流动的电流。

第一电源端子可以是接地端子。

根据本发明的一些实施例的多个方面，可以提供一种具有改善的电流精度的电流检测电路。

附图说明

图1是示出根据本发明的示例实施例的电池组的图。

图2是示出根据本发明的示例实施例的电流检测电路的图。

图3是示出根据本发明的示例实施例的在印刷电路板(PCB)上实施的电流检测电路的一部分的图。

图4是示出在相关领域中的电流检测电路的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更充分地描述本发明的实施例的多个方面，附图中示出了本发明的示例实施例。如本领域技术人员将认识到的是，在都不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例。

在附图中，为了清楚，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

将理解的是，虽然在这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受限于这些术语。这些术语用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以将下面描述的第一元件、组件、区域、层或部分称作第二元件、组件、区域、层或部分。

将理解的是，当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在一个或更多个中间元件或中间层。另外，还将理解的是，当元件或层被称作“在”两个元件或层“之间”时，该元件或层可以是所述两个元件或层之间唯一的元件或层，或者也可以存在一个或更多个中间元件或层。

这里使用的术语仅出于描述具体实施例的目的，而不意图限制本发明。 如这里所使用的，除非上下文清楚地另有指明，否则单数形式“一个(种)”意图也包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”及其变型和“包括”及其变型时，说明存在陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意和所有组合。当诸如“……中的至少一个(种)(者)”的表述位于一列元件(元素)之后时，修饰整列元件(元素)，而不是修饰所述列的个别元件(元素)。

如这里所使用的，术语“基本上”、“大约”和类似术语作为近似的术语而非程度术语来使用，并且意在解释本领域普通技术人员将认识到的测量或计算值中的固有误差。此外，当描述本发明的实施例时使用“可以”是指“本发明的一个或更多个实施例”。如这里所使用的，术语“使用”及其变形可以被认为分别与术语“利用”及其变型同义。此外，术语“示例性”意图指一个示例或例证。

除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确地如此定义，否则这些术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域和/或本说明书的环境中的它们的意思一致的意思，而不应该以理想化或过于形式化的含义来解释。

图1是示出根据本发明的示例实施例电池组的图。

参照图1，根据本发明的示例实施例的电池组包括电池10和电池保护电路20。

电池保护电路20设置在电池10的正极与外部端子P之间和电池10的负极与外部端子N之间，以位于大电流路径上。

电池保护电路20包括彼此串联连接的充电场效应晶体管和放电场效应晶体管，以根据控制器的控制来控制充电和放电。充电场效应晶体管和放电场效应晶体管可能无法很好地操作，结果，当过放电或过充电发生时，控制器使作为二次保护元件的熔断器断开以阻断大电流路径。电池保护电路20的保护操作是示例实施例，且本发明不限于此。

本发明的电池保护电路20包括分流电阻器R1，以执行电池10的保护功能。例如，在充电模式下，当电流流向放电方向或超过预测电流的电流流动 时，可以通过分流电阻器R1来检测电流，并且电池保护电路20可以操作。

分流电阻器R1可以布置在测量电流变化的位置处。分流电阻器R1可以位于电池保护电路20的大电流路径上。

当分流电阻器R1位于电池保护电路20的大电流路径上时，两端电压的极性可以根据电池保护电路20的模式而改变。即，电池保护电路20处于充电模式时分流电阻器R1的两端电压的极性和电池保护电路20处于放电模式时分流电阻器R1的两端电压的极性彼此不同。充电模式下的充电电流和放电模式下的放电电流具有不同的方向。

充电模式下的充电电流按照外部端子P、电池保护电路20、电池10的正极、电池10的负极、电池保护电路20和外部端子N的顺序流动。放电模式下的放电电流按照外部端子N、电池保护电路20、电池10的负极、电池10的正极、电池保护电路20和外部端子P的顺序流动。

诸如负载或发电机的外部装置连接到外部端子P和外部端子N。

在图1中，分流电阻器R1位于电池10的负极和外部端子N之间的大电流路径上。作为另一示例实施例，分流电阻器R1可以位于电池10的正极和外部端子P之间的大电流路径上。分流电阻器R1的位置可以通过考虑向图2的放大器30的第一电源端子Vcc和第二电源端子Vee施加的电压电平来确定。

图2是示出根据本发明的示例实施例的电流检测电路的图。

参照图2，根据本发明的示例实施例的电流检测电路包括分流电阻器R1、第一信号线L1、第二信号线L2、第三信号线L3、第一电容器C1、第二电容器C2、放大器30和模数转换器(ADC)40。

第一信号线L1将分流电阻器R1的一个端子与放大器30的第一输入端子Vn彼此连接。第二信号线L2将分流电阻器R1的另一个端子与放大器30的第二输入端子Vp彼此连接。第三信号线L3将分流电阻器R1的所述另一个端子与放大器30的第一电源端子Vee彼此连接。在这种情况下，第一电源端子Vee可以是放大器30的接地端子。

在下文中，在本发明中，两个元件的彼此“连接”指的是所述两个元件彼此“电连接”，只要执行将要被实现的功能即可。所述两个元件的彼此“电连接”指的是无源元件或有源元件可以置于它们之间。即，因为在图2中示出的电流检测电路的预定路径上设置另一个元件，所以在不脱离本发明的精神 和范围的情况下，本领域的普通技术人员应该认识到的是，可以对描述的实施例做出特定修改以具有额外的特征或方面。

第一电容器C1将第一信号线L1和第三信号线L3彼此连接。第二电容器C2将第二信号线L2和第三信号线L3彼此连接。

第一电容器C1和第二电容器C2作为旁路电容器用来减小如上面所描述的共模噪声和差模噪声。

作为一个示例实施例，第一电容器C1的电容值和第二电容器C2的电容值可以彼此相同或相似。这是为了使由每条信号线构成的图案的阻抗彼此匹配，电容器的电容值可以根据精细的图案而彼此不同。

第一电容器C1的电容值和第二电容器C2的电容值可以根据经常地施加在本发明的电流检测电路所使用的环境中的噪声的频率值来确定。第一电容器C1和第二电容器C2通过对噪声的AC分量进行分流而用来减小噪声。在这种情况下，因为施加的噪声的频率值根据电流检测电路所使用的环境而变化，所以确定了第一电容器C1的电容值和第二电容器C2的电容值，以有效地去除噪声。

放大器30可以是运算放大器(OP AMP)。放大器30可以通过单电源OP AMP或双电源OP AMP来构造。放大器30的输入端子和输出端子可以根据结果而变化。描述的是，在本发明中的放大器30包括两个输入端子Vn和Vp、两个电源端子Vcc和Vee以及一个输出端子。

放大器30以预定的比例放大并输出向第一输入端子Vn输入的第一电压与向第二输入端子Vp输入的第二电压之间的差。在示例实施例中，第一电压是分流电阻器R1的一个端子的电压，第二电压是分流电阻器R1的另一个端子的电压。第一输入端子Vn和第二输入端子Vp可以用来彼此替代。

第三信号线L3经由同一电压结点将分流电阻器R1的所述另一端子和放大器30的第一电源端子Vee彼此连接。因此，第一电容器C1和第二电容器C2中的每个电容器的一个端子与第一电源端子Vee位于同一电压结点上。如上面描述的，第一电源端子Vee可以是放大器30的接地端子。

如上面描述的，参照图4，在相关领域的电流保护电路中，旁路电容器C21和C22的接地端子以及第一电源端子Vee的接地端子彼此不同以具有电位差。因此，存在电位的失配在放大器中被放大的问题，结果，会放大不期望的信号。

然而，在本发明中，第一电容器C1和第二电容器C2中的每个电容器的一个端子以及第一电源端子Vee物理地位于同一电压结点上，结果，类似于图4的阻抗51不置于它们之间。因此，去除了引起共模噪声的原因，以改善输出信号的质量。

放大器30的第二电源端子Vcc可以连接到固定的电压源。在这种情况下，施加到第二电源端子Vcc的电压可以比施加到第一电源端子Vee的电压大。

作为另一示例实施例，放大器30的第二电源端子Vcc可以连接到电压电平比第一电源端子Vee的电压电平高的结点。第一电源端子Vee和第二电源端子Vcc的电位差可以通过考虑放大器30的输出范围来确定。

放大器30的输出输入到ADC 40，本发明的电流检测电路可以根据ADC40的输出来测量分流电阻器R1中流动的电流。ADC 40是选择性的构造，电流检测电路还包括代替ADC 40以测量电流的模拟电路。

图3是示出根据本发明的示例实施例的在印刷电路板(PCB)上实施的电流检测电路的一部分的图。

参照图3，可以在PCB上图案化第一信号线L1、第二信号线L2和第三信号线L3。

第一信号线L1的阻抗和第二信号线L2的阻抗可以彼此匹配。当第一信号线L1和第二信号线L2由相同的材料(例如铜)构造(或形成)时，第一信号线L1的图案和第二信号线L2的图案可以彼此相同或相似。即，因为第一信号线L1的图案的长度、宽度和形状与第二信号线L2的图案的长度、宽度和形状彼此相同或相似，所以可以实现阻抗匹配。

第三信号线L3被图案化在第一信号线L1和第二信号线L2之间。因此，因为第三信号线L3和第一信号线L1之间的距离与第三信号线L3和第二信号线L2之间的距离彼此相同或相似，所以在一些情况下可以更容易获得第一信号线L1和第二信号线L2的阻抗匹配。

在这种情况下，第三信号线L3的图案类似地构造为第一信号线L1的图案或第二信号线L2的图案，结果，第三信号线L3的阻抗可以与第一信号线L1的阻抗或第二信号线L2的阻抗匹配。

虽然已经结合目前被考虑为是实践的示例实施例对本发明进行了描述，但是将理解的是，本发明不限于所公开的实施例，而相反，意在覆盖包括在 所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置以及它们的等同物。

一些标号的描述

10：电池

20：电池保护电路

R1：分流电阻器

L1：第一信号线

L2：第二信号线

L3：第三信号线

C1：第一电容器

C2：第二电容器

30：放大器

40：ADC