[發明專利]電流測量電路和診斷電流測量電路中的故障的方法

有效

• 申請號: 200680037631.4
• 申請日: 2006-09-01
• 公開（公告）號: CN101283282A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: S·E·克羅澤;A·J·S·威廉姆斯
• 申請（專利權）人: TRW有限公司
• 主分類號: G01R31/04
• 分類號: G01R31/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 曲瑞

技術領域

本發明涉及電流測量電路的改進和測試這種電路的完整性的方法。

背景技術

人們已經知道通過測量串聯連接在路徑中的電阻器上的電壓降來測量沿電路中的路徑流動的電流。通過應用歐姆定律，電流可以由I＝(V_i-V_o)/R給出，其中，V_i和V_o是電阻器的以伏特為單位的輸入和輸出電壓，R是以歐姆為單位的電阻。

一般如下測量電壓降：將電阻器的輸入側和輸出側連接到差動放大器的正輸入端子和負輸入端子，然后在需要時再連接到將差動放大器的輸出轉換為電流值的微處理器。另外，通常在從電阻器的電壓分接點和放大器的輸入之間設置一些濾波，以去除任何高頻噪聲并使其有利于放大器的高頻共模抑制。最簡單的方式可以包括第一級低通濾波器，該第一級低通濾波器具有一個電阻器和一個電容器。即使這樣少的部件，也會產生故障，導致進行了錯誤的電流測量。

發明內容

因此，根據本發明的第一方面，提供一種電流測量電路，包括：

第一和第二輸入節點，在能夠流過電流的電阻元件的兩側接收各自的電壓；

差動放大器裝置，生成表示其輸入端子之間的電壓差的輸出信號；

電路徑形成裝置，提供輸入節點中的每一個與差動放大器的各個輸入端子之間的連接；

可控電壓源，響應于控制信號，選擇性地將偏移電壓施加到差動放大器的至少一個輸入上；

控制信號發生器，發生施加到電壓源的控制信號，使得在第一時刻施加比在第二時刻施加的偏移電壓大的偏移電壓；以及

診斷裝置，通過比較在施加偏移電壓時的第一時刻、和在未施加偏移電壓的第二時刻來自放大器的輸出，來識別在第一輸入節點和放大器的各個輸入之間的電路徑中存在的故障。

在第一時刻的放大器的輸出和第二時刻的輸出之間的差小于預定的閾值水平時，診斷裝置可以生成表示故障的錯誤信號。該水平可以根據電路徑中的任何部件的值、電阻器上的期望電壓降等來選擇。

電路徑形成裝置可以包括低通濾波器。在電阻器和放大器的輸入側與電阻器和放大器的輸出側之間的每一個路徑中可以設置單獨的低通濾波器。它可以包括第一級濾波器，例如一個電阻器和一個電容器。

電壓源可以只向放大器的一個輸入端子、例如其正輸入端子或負輸入端子，或者也可以對兩個輸入端子都施加偏移電壓。將偏移僅施加到一個上能夠測試該輸入的完整性，但對于另一個則不能。施加到兩個上可以對路徑之間的完整性(所謂的共模)進行測試。

可以利用單個控制信號控制可控電壓源，但最好利用兩個信號，使得偏移電壓被獨立地施加到正端子或負端子。這可以通過使用經由單獨的開關與放大器的每個輸入端子相連接的電壓源來實現，其中，每個開關由其自身的控制信號來控制。在每個開關和放大器的各個輸入之間可以設置電阻器，以限制來自電壓源的電流。

診斷裝置可以被包含在微處理器中，所述微處理器還可以具有控制信號發生器。在處理器中運行的程序可以使得生成控制信號，并使得由處理器診斷從放大器獲得的輸出信號。

所述程序(或等效方案)可以使得診斷裝置和控制裝置執行如下功能：

正輸入測試-在該測試中，控制信號發生器產生使得在第二時刻偏移電壓被施加到正端子而不是負端子的信號。在第一時刻不施加偏移。

負輸入測試-在該測試中，控制信號發生器產生使得在第二時刻偏移電壓被施加到負端子而不是正端子的信號。在第一時刻不施加偏移。

公共輸入測試-在該測試中，控制信號發生器產生使得在第二時刻偏移電壓被施加到負端子和正端子雙方而不是正端子的信號。在第一時刻不施加偏移。

第一時刻可以領先于或遲于第二時刻。在任何情況下，它們都最好彼此接近，以便使經由電阻器可能產生的任何電流變化最小化。另外地或替代地，可以定義預定的限度，以考慮到從第一時刻到第二時刻的電流的任何預期變化。

另外，應當理解，只要在第二時刻對一個或兩個端子施加不同的偏移，就可以在所有時間都對輸入端子施加偏移的情況下實施本發明。可以容易地設置電壓源，該電壓源如上所述或者是被連接的電路，或者是保持開放的電路。

根據本發明的第二方面，提供一種診斷電流傳感裝置中存在的故障的方法，在所述電流傳感裝置中，差動放大器生成表示電流傳感電阻器上的電壓降的輸出，所述方法包括如下步驟：

在第一時刻測量放大器的輸出；

在第二時刻對差動放大器的至少一個輸入施加偏移電壓；

在第二時刻測量放大器的輸出；以及