专利名称：用于测量、限制及接通负载电流的电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量、限制和4妄通在负载处的负载电流的 电路。
背景技术：
这种电路应用于多个领域，在这些领域中应该测量在负载处的 短^各电流或过电流并且应该限制负载电流，而同时应该可以通过例如来自控制器的二进制(binary)信号无电流地接通负载。已知这种电路例如通过光耦合器达到上述目的，其中在此精确 性^艮低并且测量的散射范围(Streubereich)比较高。此夕卜，在此不 可能同时切断l俞出驱动器(Ausgangstreiber)(负载)，通过切断参 考电压来实现切断输出驱动器。本发明的目的在于，这样改进上述电路，即以较低的散射实现 高并青确性的电流测量。该目的通过具有根据权利要求i的特征的电路而实现。通过连*接在第 一供电线路与负载之间的电流反射4竟以简单的方式产生测 量电流，该测量电流通过测量电阻传导，并且该测量电流在该测量 电阻处产生用于评估的测量电压。开关晶体管(在该开关晶体管处可以通过电阻施加开关电压)用于无电;^ul也4妻通负载。at匕夕卜，利用 该开关晶体管和另一晶体管由此实现限制负载电流，即在提高的负 载电流时，利用另 一 晶体管降低该开关晶体管的控制电极处的电 压，直至调整至处于可确定的电流^1的平衡状态。参照图1中示出 的具体实施例来i兌明详细的工作原理。过电流限制与工作电压无关，并且可以容易地适配于其它情况 或比例(Verhaeltnisse )，例如4交高的电流。电流4直的$#出是线性和 单极的。可以容易调整并可以任意选择用于限制的阈值。此外，可 以线性测量负载电流直至^f吏用电流限制。可以不取决于4吏用电流限 制在任何时间切断负载电流。因为这种解决方案未4吏用特殊元件， 所以其是物美价廉的。在该i殳计方案的一个优选形式中，在第二供电线^各与该负载之 间使用了与所描述的布置互补的布置。以这种方式获得双极电路， 当以正电位和负电位交替控制负载电阻时，双极电路是必须的。随 后，例如对正支路设置了与根据权利要求1的结构互补的结构并且 对负支路设置了根据权利要求1的结构。由此可以不仅单极地而且 双才及地4吏用才艮据本发明的解决方案。
下面参照附图中示出的具体实施例进一 步描述和说明本发明。 示出了图1是在单极结构中的根据本发明的电路，以及 图2是在双极结构中的根据本发明的电路。
具体实施方式
图1示出了用于测量、限制和接通负载RL的单极电路。根据本发明-使负载电流^通过双晶体管V2的一个晶体管和电阻Rl传 导。如果接通晶体管V1 (也就是，栅极相对于源极是正的，或V开 ,关是如此高，即在R4和R5的连接点上施加了相应的电位)，那么 该双晶体管作为电流反射镜以下面的反射关系(Spiegelverhaeltnis )起作用IM/IL=R1/R2在R3处可以测量与测量电流成比例的电压。由此通过电阻R1 至R3可以精确地调整到所期望的关系或比例。如果负载电流升高，那么通过R1的压降4是高。由此电流可以 通过晶体管V3的基极-发射极-区段流动。该电流流动引起从集电极 至发射极的电流进而引起在VI的栅极处电压的降低，直至在随后 的电流中调整到平#f状态Il=Vbe-v3/R1在此，Vbe—v3是在晶体管V3的基极与发射极之间的电压。由 此可以基于所使用元件的所述数值散射(Wertestreuung )非常准确 地调整通过负载电阻的电流。图2示出了用于测量、限制和接通负栽R^的双极电路。当以 正电位和负电位交替控制负载电阻时，这种双极电路是必须的。在 这种情况下，在负载Rt与第二供电线路L2之间使用了与图1中示 出的电i 各互补的电3各。以在图1时所述的相类似的方式来进4亍互补 部分的计算。概括地说，本发明涉及一种用于测量、限制和接通在负载处的 负载电流的电路。为了实现这种具有高精确性的电流测量并具有较 低散射的电路，本发明提出了，通过连接在第一供电线路与负载之 间的电流反射镜产生测量电流，该测量电流通过测量电阻传导，并 且该测量电流在该测量电阻处产生用于评估的测量电压。开关晶体 管(在该开关晶体管处可以通过电阻施加开关电压)用于无电流地 接通负载。此外，利用该开关晶体管和另一晶体管由此实现限制负 载电流，即在已提高负载电流时，利用另一晶体管降低该开关晶体 管的控制电极处的电压，直至调整至在处于可确定的电流值时的平 衡状态。
权利要求
1.一种电路，用于测量、限制和接通在负载(RL)处的负载电流(IL)，在所述电路中，在第一供电线路(L1)与所述负载(RL)之间使用了具有双晶体管(V2)的电流反射镜(SP)，利用开关晶体管(V1)可以控制所述双晶体管，其中，所述电流反射镜(SP)具有第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，所述第一、第二电阻根据关系式IM/IL＝R1/R2产生反射的测量电流(IM)，其中，在连接于所述双晶体管(V2)与所述负载(RL)的第二供电线路(L2)之间的测量电阻(R3)处，产生与所述测量电流(IM)成比例的测量电压的降低，其中所述开关晶体管(V1)的控制电极通过第四电阻(R4)和与该第四电阻并联的晶体管(V3)来与所述第一供电线路(L1)连接，其中，可以在第五电阻(R5)上施加开关电压(V开/关)，所述第五电阻同样与所述开关晶体管(V1)的所述控制电极连接，以及，其中所述晶体管(V3)的控制电极连接在所述第一电阻(R1)与所述双晶体管(V2)的连接线上。
2. 根据权利要求1所述的电路，其中，在所述第二供电线路(L2) 与所述负载(RL)之间使用与所述布置互补的布置。
全文摘要
本发明涉及一种用于测量、限制和接通在负载处的负载电流的电路。为了实现这种具有高精确性的电流测量并具有较低散射的电路，本发明提出，通过连接在第一供电线路与负载之间的电流反射镜产生测量电流，该测量电流通过测量电阻传导，并且该测量电流在该测量电阻处产生用于评估的测量电压。开关晶体管(在该开关晶体管处可以通过电阻施加开关电压)用于无电流地接通负载。此外，利用该开关晶体管和另一晶体管由此实现限制负载电流，即在已提高的负载电流时，利用该另一晶体管降低该开关晶体管的控制电极处的电压，直至调整至处于可确定的电流值的平衡状态。
文档编号G01R19/00GK101290331SQ200810090468
公开日2008年10月22日 申请日期2008年4月16日 优先权日2007年4月16日
发明者迪特马·施瓦贝 申请人:西门子公司