专利名称：：微电流检测电路、微电流切换电路的制作方法
技术领域：
：本发明涉及通信电子
技术领域：
，尤其涉及一种能够检测mA级电流的微电济b检测电^各、樣i电济u切:換电路。
背景技术：
：微电流检测始终是通信电子行业的一大难题，目前主要应用于电源转换、斗呆护电路、电'池充力文电等方面。电流;险测的方法有两种一种是有损耗的，另一种是无损耗的。无损耗的电流检测一般采用霍尔传感器，霍尔传感器的成本较高、电路复杂，因此这种方案基本很少被采用。有损耗的电流;险测最常见，如图1所示。电流检测电路具体包括采样电阻11、0.8V的基准电压源12及比较器13。在电流流经的通路上串联一个采样电阻11;根据欧姆定律，有电流流过时采样电阻11上产生一定的压降；比较器13将产生的压降与基准电压源12进行对比，根据比对结果即可获知采样的电流是否超过一定的电流值。现有技术存在的缺陷在于，由于基准电压源无法做到mV级，所检测的电流都是安培级别的，即不能做到毫安培(mA)级的检测。
发明内容本发明的目的在于提出一种微电流检测电路，以实现对mA级电流的检测。本发明的目的还在于提出一种微电流切换电路，以根据对mA级电流的检测实现电路切换。为实现上述第一目的，本发明提供了一种微电流检测电路，包括采样电阻，所述釆样电阻的一端与识別电i各及被检测电路的检测端连接，所述采样电阻的另一端与电源及箝位电路连接；所述识别电路与所述箝位电路连接；所述识别电路及箝位电路均包括三极管；所述识别电路与箝位电路中的三极管型号相同；所述箝位电路中三极管的发射极偏置电压=电源电压-箝位电压，识别电路中三极管的发射极偏置电压=4企测端电压-箝位电压；所述箝位电压为所迷识别电路与箝位电路连接点处的电压。本方案微电流检测电路中，箝位电路为识别电路提供标准电压，根据识别电路中三极管的集电极电压获知通过采样电阻的电流。由于识别电路中采用三极管，且其发射极偏置电压=检测端电压-箝位电压；在箝位电压保持不变的情况下，检测端电压的变化是识别电路中三极管导通的主导因素，而三极管在压降O.2V左右范围能够保持导通，从而使得识别电路能够识别0.2V左右的电压，微电流检测电路能够检测采样电阻中流过的mA级电流。为实现上述第二目的，本发明提供了一种包括上述技术方案中微电流检测电路的微电流切换电路，所述微电流检测电路连接有切换电路。本方案中，微电流检测电路根据检测电流结果控制切换电路，使得微电流切换电路实现了电路切换。并且，由于微电流检测电路检测的电流为mA级，使得微电流切换电路具有高灵敏度、高噪声容限能力、高可生产性、低损耗等优点，可靠性大大超越通常的逻辑判断电路。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。图1为现有技术中电流检测电路的示意图2为本发明微电流检测电路实施例的示意图3为本发明微电流切换电路实施例一的示意图4为本发明微电流切换电路实施例一中采样电阻R1电流〈5mA时各处电压示意图5为本发明微电流切换电路实施例一中采样电阻R1电流》5mA时各处电压示意图6为本发明微电流切换电路实施例二的示意图；图7为本发明微电流切换电路实施例三的示意图；图8为本发明微电流切换电路实施例四的示意图。具体实施例方式图2为本发明微电流检测电路实施例的示意图。本实施例微电流检测电路可包括采样电阻21、箝位电路22及识别电路23。釆样电阻21的一端与识别电路23及被检测电路的检测端SENSE连接，所述采样电阻21的另一端与电源Vcc及箝位电路22连接；所述识别电路23与所述箝位电路22连接。本实施例中，箝位电路22与识别电路23均包括三极管；识别电路23与箝位电路22中的三极管可完全相同，可以是PNP三极管(Positive-Negative-PositiveT訓sistor、简称PNP),也可以是訓三极管(Negative-Positive-NegativeTransistor、简称NPN)。箝位电路22为识别电路23提供标准电压，根据识别电路23中三极管的集电极电压获知通过采样电阻21的电流。对于PNP管，发射极偏置电压为Ve-Vb;对于NPN管，发射极偏置电压为Vb-Ve。由于三极管发射极偏置电压>0.55V时，满足正偏条件；三极管发射极偏置电压为0.35~0.5V时，逐步进入截止状态；三极管发射极偏置电压〈0.35V时，完全进入截止状态；因此，识别电路23的识别电压为0.2V左右，本实施例中检测电路可检测采样电阻21中流过的mA级电流。随着采样电阻21中的电流逐渐增大，识别电路23中的三极管集电极输出的电压逐渐减小。当采样电阻21中的电流增加到一定值时，识别电路23中三极管的发射极偏置电压〈0.35V，进入截止状态，集电极电压输出的电压值为0V，从而根据识别电路23中三极管的集电极输出电压便可获知采样电阻21中流过的电流。上述实施例中的微电流检测电路可用于切换电路中，通过检测待检测电路中的微电流触发切换电路进行切换。下面结合检测电路详细说明本发明切换电路实施例，同时对微电流检测电路实施例做进一步的详细说明。图3为本发明微电流切换电路实施例一的示意图。本实施例中，切换电路包括微电流检测电路31及切换电路34。微电流检测电路31包括箝位电路32和识别电路33。箝位电路32的三极管Q2与识别电路33中的三极管Q3完全相同，均为PNP三极管。其中，由于三极管Q2的集电极悬空，不使用，三极管Q2在本电流;险测电路中仅作为一个二极管使用。三极管Q2基极和发射极均连接固定电平，为三极管Q3的基极提供一个标准的电压。通过该标准电压确保三极管Q3的基极电压保持不变，实现电压箝位。三极管Q3是本实施例实现微电流判定的主要器件，当微电流检测电路中这两个三极管均为PNP管时，三极管Q3的基极由于和三极管Q2的基极相连，获得了一个稳定的电压。切换电路34中，R3为Q4基极提供偏置电压，即让Q4基极默认为0V;C9用于消除Sense接入其他设备时产生的瞬间噪声，以避免切换电路误动作；R4和R6都用大电阻值，用于为功率切换管Q5提供合适的偏置电压和电流，保证Q5正常工作。由于三极管Q3的基极被三极管Q2箝位，当供电电源电压Vcc存在的情况下，Vcc经过采样电阻Rl直接到三极管Q3的发射极，这样就使得三极管Q3的发射极符合正偏条件。由于三极管一般使用硅管，经过大量实测得到若三极管Q3的发射极电压Ve下降0.2V左右，则三极管Q3的发射极不满足正偏条件而进入截止状态，详见表l。表1实测数据<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>Rl为本设计的采样电阻，由于待检测的电流为mA级别，而且识别电压只要达到0.2V以上即可，因此，Rl的阻值无需很大，一般可选择20Q30Q。当没有电流流经R1时，三极管Q3的发射极电压和三极管Q2管一致，因此三极管Q3进入放大状态，处于打开状态。之后，切换电路34中三极管Q4打开，充当功率切换管的Q5也随之打开，输出基本与Vcc相当的电压(仅差了Vce的饱和电压)。当Rl有电流流过时，三极管Q3的Ve电压持续下降，Vb由于被三极管Q2箝位而保持不变，三极管B逐步退出放大状态，其集电极的输出电压也随之下降。当Rl流经电流增加到一定值后，三极管Q3截止，实现了对功率切换管Q5的切换控制。现在以实际案例即当流经采样电阻Rl的电流大于5mA时系统中断供电对图3中微电流检测电路及切换的工作原理进行说明。假设系统工作电源电压为数据通信系统常见的3.3V，三极管均采用业界通用的PNP三极管。其中Rl为电流采样电阻，Rl所在的通路就是被检测电流流经的通路。以下根据实际测试结果，分三个状态阐述该电路的工作过程，为表示精确数据位保留3位小数。采样电阻R1电流〈5mA时，检测及切换电路各处的电压如图4所示。电源供电电压(Vcc)-3.338V;三极管Q2:充当一个箝位三极管，Vcc电压经过三极管后的基极电压(Vb)为2.758V;三极管Q3:基极电压(Vb)=Q2的基极电压=2.758V,由于基极电流(Ib)的存在Ve电压会略为低于Vcc，假设没有电流流过Rl,则三极管Q3的发射极电源Ve实测3.335V;这样，三极管Q3符合放大条件，集电极电压(Vc)输出约2V左右的电压；三极管Q4的发射极固定接地，集电极默认被R4上拉；三极管Q3集电极输出电压(Vc)促使Q4进入饱和状态，这样，Q4的基极电压(Vb)约为0.6V，Vc为0.006V;三极管Q5随即也进入饱和状态，输出的电压约3.245V。同理，当采4f电阻Rl中流过l.5mA的电流时，由于采样电阻R1的阻值为22D，因此，采样电阻Rl上产生33mV压差。三极管Q3的发射极电压随之从原先的3.335V下降到3.302V。此时，三极管Q3集电极输出电压为1.063V,该电压仍然保证三极管Q4被打开。这样，三极管Q5仍稳定的输出3.245V。采样电阻R1中的电流》5mA时，检测及切换电路各处的电压如图5所示。三极管Q3:当采样电阻Rl流过5mA的电流时，产生0.110V的压降。三极管Q3的发射极电压随之从原先的3.335V下降到3.225V。这样，三极管Q3集电极电压开始逐步下降，三极管Q4的基极电压也随之下降；最终，Q3的集电极电压Vc下降到0.368V,此时，Q4就不能打开，于是Q5关闭，输出电压为0，如当该切换电路用于天线切换系统时，此时，根据检测到的电流，将天线切换为外置状态。当采样电阻Rl上的压降达到并超过0.2V左右时，三极管Q3发射极电压远低于三极管导通条件(一般要>0.35V左右)，不能实现发射极正偏，三极管Q3被截止，输出的Vc为OV;三极管Q4、三极管Q5仍然为截止状态，9输出电压为ov，天线切换状态不变。反过来，当采样电阻R1中流过的电流由5mA下降到4mA，产生的压降为0.086V。三极管Q3的发射极电压随之从原先的3.335V下降到3.251V,此时三极管Q3集电极输出逐步回升。当三极管Q3的集电极电压Vc达到0.608V时，三极管Q4被重新打开，三极管Q5也随即打开并进入饱和状态，输出稳定的3.245V,此时，完成了一次切换。如当该切换电路用于天线切换系统时，此时，将天线切换回内置状态。图6为本发明」徵电流切换电路实施例二的示意图。微电流检测电路61中，箝位电路62的三极管Q6与识别电路63中的三极管Q7均为NPN三极管。微电流检测电路61对切换电路64中功率切换管Q8进行切换控制。上述切换电路实施例中微电流切换电路的应用场合很广泛。用于检测电流的端子Connect,用于连4妻其他^t块。端子Connect即上述实施例中的枱r测端(SENSE端)，用于检测微电流。利用上述实施例中的微电流检测电路能够在SENSE端检测mA级的微电流。待检测的微电流可以是外置设备因工作而消耗的电流，也可是外置产品的特征电阻(characteristicResistor)消耗的电流。例如热插拔(HotSwap)电路，当外置设备接入后，微电流检测电路可通过SENSE端检测到特征电阻，即检测到一定的特征电流。这时，可开启或关闭相应的控制电路。例如无线局域网(WLAN)产品，当外置天线接入时，天线本身消耗有一定的电流，通过上述实施例中的微电流切换电路检测外置天线消耗的电流，并根据检测到的电流进行电路切换，使原先工作的内置天线断电，信号改由外置天线提供，实现了天线的切换。上述检测电路及切换电路实施例采用简单常用的器件，实现对微电流的检测与切换，若配套使用场效应管(M0SFET,简称M0S管)，也可实现对大电流的自动切换，通过少量常用器件实现微电流信号对大功率电源的切换，降低了微电流切换电路的成本，能够广泛应用于微电流的检测、切换系统。如图7、图8所示，图7中的功率切换管为P-M0S管QIO，图8中的功率切换管为N-M0S管Qll。上述4企测电路及切换电路实施例中电路元器件少，使得检测电路及切换电路可靠性高。并且，由于采用广泛使用的普通三极管，可生产性高。从实际测试结果看，上述检测电路及切换电路实施例对微电流检测误差〈0.6mA，具有非常高的精度，能够广泛应用于才莫块识别、信号检测、线卡热插拔等
技术领域：
，尤其是其抗噪声能力可稳定的应用于微波通信、卫星通信等场合，例如WLAN、GPS等。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。权利要求1、一种微电流检测电路，包括采样电阻，其特征在于，所述采样电阻的一端与识别电路及被检测电路的检测端连接，所述采样电阻的另一端与电源及箝位电路连接；所述识别电路与所述箝位电路连接；所述识别电路及箝位电路均包括三极管；所述识别电路与箝位电路中的三极管型号相同；所述箝位电路中三极管的发射极偏置电压＝电源电压-箝位电压，识别电路中三极管的发射极偏置电压＝检测端电压-箝位电压；所述箝位电压为所述识别电路与箝位电路连接点处的电压。2、根据权利要求1所述的微电流检测电路，其特征在于，所述识别电路及箝位电路中的三极管均为PNP三极管；所述箝位电路PNP三极管的基极通过上拉电阻接地，集电极悬空，发射极与所述电源连接；所述识别电路PNP三极管的基极与所述箝位电路PNP三极管的基极连接，发射极与所述检测端连接，集电极输出检测结果。3、根据权利要求1所述的微电流检测电路，其特征在于，所述识别电路及箝位电路中的三极管均为NPN三极管；所述箝位电路NPN三极管的发射极通过上拉电阻接地，集电极悬空，基极与所述电源连接；所述识别电路NPN三极管的发射极与所述箝位电路NPN三极管的发射极连接，基极与所述检测端连接，集电极输出检测结果。4、一种包括上述权利要求1-3中任一项所述微电流检测电路的微电流切换电路，其特征在于，还包括与所述微电流检测电路连接的切换电路。5、根据权利要求4所述的微电流切换电路，其特征在于，所述切换电路包括NPN三极管和功率切换管；所述NPN三极管基极与所述微电流检测电路的检测输出端连接，发射极接地；所述功率切换管与所述NPN三极管集电极连接。6、根据权利要求5所述的微电流切换电路，其特征在于，所述功率切换管为PNP三极管；所述PNP三极管基极与所述NPN三极管集电极连接；发射极直接与所述电源连接；集电极为输出端。7、根据权利要求5所述的微电流切换电路，其特征在于，所述功率切换管为M0S管。8、根据权利要求4所述的微电流切换电路，其特征在于，所述切换电路包括PNP三极管；所述PNP三极管基极与所述微电流检测电路的检测输出端连接，发射极直接接电源，集电极为输出端。全文摘要本发明涉及一种微电流检测电路、微电流切换电路，微电流检测电路包括采样电阻，采样电阻的一端与识别电路及被检测电路的检测端连接，采样电阻的另一端与电源及箝位电路连接；识别电路与箝位电路连接；识别电路及箝位电路均包括三极管；识别电路与箝位电路中的三极管型号相同；箝位电路中三极管的发射极偏置电压＝电源电压-箝位电压，识别电路中三极管的发射极偏置电压＝检测端电压-箝位电压；箝位电压为识别电路与箝位电路连接点处的电压。由于识别电路的识别电压为0.2V左右，微电流检测电路可能够检测采样电阻中流过的mA级电流。微电流切换电路中，微电流检测电路连接有切换电路。根据检测电流结果控制切换电路，实现电路切换。文档编号C04B18/12GK101353237SQ20081022226公开日2009年1月28日申请日期2008年9月12日优先权日2008年9月12日发明者熊书来申请人:北京星网锐捷网络技术有限公司