无采样电阻的电流检测电路的制作方法

本实用新型涉及电流检测领域，具体涉及无采样电阻的电流检测电路。

背景技术：

目前，在对以功率场效应管nmos作为主通路的电路进行电流测量时，通常采用在nmos的源极串接毫欧姆级的功率电阻，通过测量该功率电阻上的电压降，来实现电流检测。当测量电流较大时，该功率电阻消耗的功率能达到数瓦，产生大量热能，可靠性低，不仅影响工作效率，还浪费能源。

技术实现要素：

鉴于背景技术的不足，本实用新型是提供了无采样电阻的电流检测电路，所要解决的技术问题是现有技术在测量以功率场效应管nmos作为主通路的电路电流时由于采用功率电阻存在温升较高，可靠性较低，还浪费能源。

为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：无采样电阻的电流检测电路，包括信号输入端、信号传输单元、主通路模块和采样模块。

主通路模块包括负载输入端和第一开关单元，负载输入端分别连接第一开关单元的输入端和采样模块，第一开关单元的输出端接地。

采样模块包括分压单元和第二开关单元，分压单元连接第二开关单元；信号输入端连接信号传输单元，信号传输单元分别连接第一开关单元的控制端和第二开关单元的控制端。

进一步，第一开关单元包括第一场效应管m1，第一场效应管m1的栅极连接信号传输单元，第一场效应管m1的漏极连接负载输入端，第一场效应管m1的源极接地。

其中，第二开关单元包括第二场效应管m2，分压单元包括电阻r4和r5，电阻r4一端连接负载输入端，电阻r4另一端连接第二场效应管m2的漏极，第二场效应管m2的源极通过电阻r5接地，第二场效应管m2的栅极连接信号传输单元。

信号传输单元包括电阻r1、r2、r3和二极管d1，信号输入端分别连接电阻r1一端、电阻r2一端和二极管d1的负极，电阻r1另一端连接第一场效应管m1的栅极，电阻r2另一端分别连接第二场效应管m2的栅极、二极管d1的正极和电阻r3一端，电阻r3另一端接地。

第一场效应管m1的漏极和栅极之间设有栅极保护模块。

具体的，栅极保护模块包括二极管d2和稳压二极管z1，二极管d2的正极连接第一场效应管m1的漏极，二极管d2的负极连接稳压二极管z1的负极，稳压二极管z1的正极连接第一场效应管m1的栅极。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：在进行电流测量时，信号输入端输入的信号驱动第一场效应管m1和第二场效应管m2导通，第一场效应管m1导通时，负载输入端接入的负载电流在第一场效应管m1上产生压降，假设该电压压降为u1，则u1是电阻r5与接地端之间的电压，因此通过测量分压电阻r6与接地端的电压即可测量主通路电流；另外测量过程中电阻r5和r6的功耗w1＝u1*u1/(r5+r6)*t,由于r5和r6阻值均为千欧姆级，而u1不到数十毫伏级，功耗w1基本可忽略，因此相比较将功率电阻接入主通路，本实用新型的采样模块的能耗得到降低。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1为本实用新型结构原理图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，无采样电阻的电流检测电路，包括信号输入端1、信号传输单元2、主通路模块3和采样模块4。

主通路模块3包括负载输入端30和第一开关单元31，负载输入端30分别连接第一开关单元31的输入端i1和采样模块4，第一开关单元31的输出端o1接地。

采样模块4包括分压单元40和第二开关单元41，分压单元40连接第二开关单元41；信号输入端1连接信号传输单元2，信号传输单元2分别连接第一开关单元31的控制端co1和第二开关单元41的控制端co2。

如图2所示，第一开关单元31包括第一场效应管m1，第一场效应管m1的栅极连接信号传输单元2，第一场效应管m1的漏极连接负载输入端30，第一场效应管m1的源极接地。

其中，第二开关单元41包括第二场效应管m2，分压单元40包括电阻r4和r5，电阻r4一端连接负载输入端30，电阻r4另一端连接第二场效应管m2的漏极，第二场效应管m2的源极通过电阻r5接地，第二场效应管m2的栅极连接信号传输单元2。

信号传输单元2包括电阻r1、r2、r3和二极管d1，信号输入端1分别连接电阻r1一端、电阻r2一端和二极管d1的负极，电阻r1另一端连接第一场效应管m1的栅极，电阻r2另一端分别连接第二场效应管m2的栅极、二极管d1的正极和电阻r3一端，电阻r3另一端接地。

第一场效应管m1的漏极和栅极之间设有栅极保护模块5。

具体的，栅极保护模块5包括二极管d2和稳压二极管z1，二极管d2的正极连接第一场效应管m1的漏极，二极管d2的负极连接稳压二极管z1的负极，稳压二极管z1的正极连接第一场效应管m1的栅极。通过栅极保护模块5能防止尖脉冲损伤第一场效应管m1的栅极。

第一场效应管m1为大功率n型增强型nmos，第二场效应管m2为小信号n型增强型nmos。

本实用新型工作原理如下：参照图2，当信号出现高电平时，高电平信号通过电阻r1传递到第一场效应管m1的栅极，第一场效应管m1导通，负载工作，第一场效应管m1通过大电流，该电流即为待测电流，由于第一场效应管m1自身存在一定的导通电阻，因而在第一场效应管m2的漏极产生一定的电压，通过测量该电压既可以检测电流。同时高电平信号通过电阻r2传递到第二场效应管m2的栅极，第二场效应管m2导通，第一场效应管m1的漏极上的电压由第四电阻r4和第五电阻r5分压，分压后的电压通过电阻r6传递到模数转换，进行读值和换算。当信号为低电平时，第一场效应管m1和第二场效应管m2截止，电流为零，电阻r4和电阻r5的分压为零。

上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：

1.无采样电阻的电流检测电路，其特征在于：包括信号输入端、信号传输单元、主通路模块和采样模块；所述主通路模块包括负载输入端和第一开关单元，所述负载输入端分别连接第一开关单元的输入端和采样模块，所述第一开关单元的输出端接地；所述采样模块包括分压单元和第二开关单元，所述分压单元连接第二开关单元；所述信号输入端连接信号传输单元，所述信号传输单元分别连接第一开关单元的控制端和第二开关单元的控制端。

2.根据权利要求1所述的无采样电阻的电流检测电路，其特征在于：所述第一开关单元包括第一场效应管m1，所述第一场效应管m1的栅极连接信号传输单元，第一场效应管m1的漏极连接负载输入端，第一场效应管m1的源极接地。

3.根据权利要求2所述的无采样电阻的电流检测电路，其特征在于：所述第二开关单元包括第二场效应管m2，所述分压单元包括电阻r4和r5，所述电阻r4一端连接负载输入端，电阻r4另一端连接第二场效应管m2的漏极，第二场效应管m2的源极通过电阻r5接地，第二场效应管m2的栅极连接信号传输单元。

4.根据权利要求3所述的无采样电阻的电流检测电路，其特征在于：所述信号传输单元包括电阻r1、r2、r3和二极管d1，所述信号输入端分别连接电阻r1一端、电阻r2一端和二极管d1的负极，所述电阻r1另一端连接第一场效应管m1的栅极，所述电阻r2另一端分别连接第二场效应管m2的栅极、二极管d1的正极和电阻r3一端，电阻r3另一端接地。

5.根据权利要求2所述的无采样电阻的电流检测电路，其特征在于：所述第一场效应管m1的漏极和栅极之间设有栅极保护模块。

6.根据权利要求5所述的无采样电阻的电流检测电路，其特征在于：所述栅极保护模块包括二极管d2和稳压二极管z1，所述二极管d2的正极连接第一场效应管m1的漏极，二极管d2的负极连接稳压二极管z1的负极，稳压二极管z1的正极连接第一场效应管m1的栅极。

技术总结
本实用新型涉及电流领域,公开了无采样电阻的电流检测电路，包括信号输入端、信号传输单元、主通路模块和采样模块；主通路模块包括负载输入端和第一开关单元，负载输入端分别连接第一开关单元的输入端和采样模块，第一开关单元的输出端接地；采样模块包括分压单元和第二开关单元，分压单元连接第二开关单元；信号输入端连接信号传输单元，信号传输单元分别连接第一开关单元的控制端和第二开关单元的控制端。当第一开关单元导通时，第一开关单元的压降为采样模块的输入电压，因此通过测量该电压可以测量主通路的电流大小，避免在主通路中接入功率电阻，进而降低能耗和提高电能利用率。

技术研发人员：陈东勤;王一六;庄鑫
受保护的技术使用者：无锡方辰电子科技有限公司
技术研发日：2020.03.18
技术公布日：2020.11.24