一种电流检测电路及装置的制作方法

文档序号:34285793发布日期:2023-05-27 17:53阅读:88来源:国知局
技术简介:
本发明针对低电压领域小电流跳变检测难题,提出一种电流检测电路及装置。通过检测电阻将电流转为电压信号,经转换模块与差值检测模块处理,实现对微弱电流跳变的精准检测,适用于集成芯片等低压场景,提升检测灵敏度与适用性。
关键词:电流检测电路,小电流跳变检测

本发明涉及电路领域,特别是涉及一种电流检测电路及装置。


背景技术:

1、随着电力技术的不断发展,如何检测电流等用电相关参数成为了越来越受关注的发展方向,电流是电学中最基本的物理量,通过电流检测可以直观反应出负载和线路的工作状态。针对高电压领域和弱电压领域也需要设置不同的电流检测电路,低电压领域主要指的是供电电压很低,对应的电路也只能工作于低供电电压的状态下,此时电路中需要检测的电流也处于很小的状态,常应用的低电压电路有片上集成电路或集成芯片等电路。如何针对片上集成电路或集成芯片等电路中的小电流,特别是小电流的跳变进行有效检测,是目前急需解决的问题。现有技术中,还没有很好的针对这种小电流情况的电流检测电路,导致相关工作人员无法对小电流进行有效地判断。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电流检测电路及装置,通过检测电压的跳变信号实现对电流的检测过程。通过将电流信号转换为电压信号以便对其进行放大和/或提高驱动能力等操作,使本技术提供的电流检测电路可以适用于弱电压领域,在集成芯片或片上集成电路等低压供电的情况下实现对电流的检测,以便针对集成芯片或片上集成电路中的小电流,特别是针对如m-bus总线等情况下的小电流的跳变信号进行有效地检测,扩展了电流检测技术的应用范围,有利于电力技术的进一步发展。

2、为解决上述技术问题,本发明提供了一种电流检测电路,包括:检测电阻,转换模块,偏置电流模块,转换电阻和差值检测模块;

3、所述检测电阻的第一端分别与所述转换模块的输入端和待检测总线连接,第二端接地,所述转换模块的输出端分别与所述偏置电流模块的输出端,所述转换电阻的第一端和所述差值检测模块的输入端连接,所述转换电阻的第二端接地,所述差值检测模块的输出端作为所述电流检测电路的输出端;

4、所述检测电阻用于将所述待检测总线的电流信号转换为第一电压信号;

5、所述转换模块用于将所述第一电压信号转换为对应的第一电流信号,所述第一电流信号与所述第一电压信号呈线性相关,所述第一电流信号的方向与所述偏置电流模块的输出电流的方向一致;

6、所述转换电阻用于将所述第一电流信号转换为对应的第二电压信号;

7、所述差值检测模块用于检测所述第二电压信号的跳变信号,并基于所述第二电压信号的跳变信号输出与所述第二电压信号对应的第三电压信号。

8、优选地,所述转换模块包括第一运放模块和跟随模块;

9、所述第一运放模块的输入端分别与所述检测电阻的第一端和待检测总线连接,输出端与所述跟随模块的输入端连接,所述跟随模块的输出端分别与所述偏置电流模块的输出端,所述转换电阻的第一端和所述差值检测模块的输入端连接;

10、所述第一运放模块用于将所述第一电压信号转换为对应的第二电流信号,所述第二电流信号与所述第一电压信号呈线性相关;

11、所述跟随模块用于将所述第二电流信号转换为对应的第一电流信号,所述第一电流信号与所述第二电流信号呈线性相关,所述第二电流信号的方向与所述第一电流信号的方向一致,所述第一电流信号的方向与所述偏置电流模块的输出电流的方向一致。

12、优选地,所述第一运放模块包括:第一运算放大器,运放开关和分压电阻;

13、所述第一运算放大器的同相输入端分别与所述检测电阻的第一端和待检测总线连接,输出端分别与所述第一运算放大器的反相输入端,所述运放开关的第一端和所述分压电阻的第一端连接,所述分压电阻的第二端接地,所述运放开关的第二端与所述跟随模块的输入端连接。

14、优选地,所述跟随模块包括:第一pmos,第二pmos,第一nmos和第二nmos;

15、所述第一pmos的第一端与供电电源连接,第二端分别与所述第一pmos的控制端和所述运放开关的第二端连接,所述第一pmos的控制端还与所述第二pmos的控制端连接,所述第二pmos的第一端与所述供电电源连接,第二端分别与所述第一nmos的第一端和所述第一nmos的控制端连接,所述第一nmos的第二端接地,所述第一nmos的控制端还与所述第二nmos的控制端连接,所述第二nmos的第一端作为所述跟随模块的输出端,第二端接地。

16、优选地,所述偏置电流模块包括:基准电流源和偏置模块;所述基准电流源的输入端与所述偏置模块连接,输出端分别与所述转换模块的输出端,所述转换电阻的第一端和所述差值检测模块的输入端连接;

17、所述基准电流源用于与所述偏置模块配合输出固定的偏置电流。

18、优选地,还包括:第二运放模块;所述第二运放模块的输入端分别与所述偏置电流模块的输出端,所述转换电阻的第一端和所述转换模块的输出端连接,所述第二运放模块的输出端与所述差值检测模块的输入端连接;

19、所述第二运放模块用于提高所述第二电压信号的驱动能力。

20、优选地,所述差值检测模块包括:电容,充电模块,放电模块和差分放大器;

21、所述充电模块的输入端分别与所述转换模块的输出端,所述偏置电流模块的输出端和所述转换电阻的第一端连接,所述充电模块的第一输出端分别与所述电容的第一端和所述差分放大器的第二输入端连接,第二输出端与所述差分放大器的第一输入端连接,所述电容的第二端接地,所述放电模块分别与所述电容的第一端和所述差分放大器的第二输入端连接,所述差分放大器的输出端作为所述电流检测电路的输出端;

22、所述充电模块用于当所述第二电压信号低于预设值时,为所述电容充电;

23、所述放电模块用于当所述第二电压信号高于预设值时,为所述电容放电。

24、优选地,所述充电模块包括:第一单向导通模块,第二单向导通模块和充电电阻;

25、所述第一单向导通模块的正极分别与所述转换模块的输出端,所述偏置电流模块的输出端和所述转换电阻的第一端连接,所述第一单向导通模块的负极分别与所述第二单向导通模块的正极和所述差分放大器的第一输入端连接,所述第二单向导通模块的负极与所述充电电阻的第一端连接,所述充电电阻的第二端分别与所述电容的第一端和所述差分放大器的第二输入端连接。

26、优选地,所述放电模块包括:第三单向导通模块,第一放电电阻和第二放电电阻;

27、所述第一放电电阻的第一端接地,第二端分别与所述第一单向导通模块的负极,所述第二单向导通模块的正极和所述第三单向导通模块的负极连接,所述第三单向导通模块的正极分别与所述电容的第一端,所述差分放大器的第二输入端和所述第二放电电阻的第一端连接,所述第二放电电阻的第二端接地。

28、为解决上述技术问题,本发明还提供了一种电流检测装置,包括待检测总线和如上述所述的电流检测电路,所述待检测总线与所述电流检测电路连接。

29、本发明提供了一种电流检测电路,包括检测电阻,转换模块,偏置电流模块,转换电阻和差值检测模块;检测电阻将待检测总线的电流信号转换为第一电压信号,再通过转换模块将第一电压信号转换为对应的第一电流信号,之后转换电阻再将第一电流信号转换为对应的第二电压信号,最后通过差值检测模块检测第二电压信号的跳变信号,并基于该跳变信号输出与第二电压信号对应的第三电压信号,通过检测电压的跳变信号进一步实现对电流的检测过程。通过将电流信号转换为电压信号以便对其进行放大和/或提高驱动能力等操作,使本技术提供的电流检测电路可以适用于弱电压领域,在集成芯片或片上集成电路等低压供电的情况下实现对电流的检测,以便针对集成芯片或片上集成电路中的小电流,特别是针对如m-bus总线等情况下的小电流的跳变信号进行有效地检测,扩展了电流检测技术的应用范围,有利于电力技术的进一步发展。

30、本发明还提供了一种电流检测装置,具有与上述电流检测电路相同的有益效果。

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