[發(fā)明專利]一種電感電流檢測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010167814.6
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN101846702A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐釗
• 申請（專利權(quán)）人: 伊博電源(杭州)有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 沈孝敬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，特別涉及電流檢測電路，具體來說是一種電感電流檢測電路。

背景技術(shù)

開關(guān)電源輸出濾波需要用電感，通過電感的直流等效電阻壓降來檢測電感電流，實現(xiàn)開關(guān)電源的過流保護、短路保護等功能，具有無損、高效率、節(jié)省體積等優(yōu)點。

美國專利3,733,536給出了利用檢測線圈來檢測功率電感電流的方法(參照圖1)：檢測線圈9與濾波電感1具有相同的匝數(shù)、磁耦合、具有電壓抵消的關(guān)系。但是，在實際電路中，由于線圈的耦合系數(shù)的關(guān)系，相同的匝數(shù)檢測線圈與濾波電感電壓并不能完全抵消。因此，檢測繞組的輸出信號包括除正比于流過濾波電感的電流信號之外，還包括未被完全抵消的電感電壓。被完全抵消的電感電壓會掩蓋正比于流過濾波電感的電流信號，限制了這個檢測電路的使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，旨在提供一種電感電流檢測電路，能夠消除由于耦合系數(shù)導(dǎo)致的未被完全抵消的電感電壓，得到準確的流過電感的電流信號。

為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種電感電流檢測電路，包括一個電感、一個檢測線圈和一個差分放大電路，其特征在于所述電感由功率線圈與磁芯構(gòu)成，所述檢測線圈與所述電感的功率線圈匝數(shù)相等且緊密耦合；將檢測線圈的輸出接至差分放大電路中差分運算放大器的同相端，進行同相放大，同時將電感電壓接至差分運算放大器的反相端，進行反相放大；根據(jù)耦合系數(shù)，調(diào)整同相、反相放大器參數(shù)，消除電感電壓，在差分運算放大器的輸出得到電感功率線圈的直流等效電阻電壓的放大信號。

工作原理是：具有相同的匝數(shù)、緊密耦合的檢測線圈與電感的功率線圈之間的耦合系數(shù)理論上等于1，但實際為小于但接近于1，檢測線圈電壓不能完全抵消電感電壓，檢測線圈的輸出除了包括電感的功率線圈的直流等效電阻電壓外，還有未被抵消的電感電壓。將檢測線圈的輸出接至差分運算放大器的同相端，進行同相放大；同時將電感電壓接至差分運算放大器的反相端，進行反相放大。根據(jù)耦合系數(shù)，調(diào)整同相、反相放大器參數(shù)，可以完全消除電感電壓，在差分運算放大器的輸出得到電感功率線圈的直流等效電阻電壓的放大信號，準確地檢測出過流電感的電流。

根據(jù)本發(fā)明，一個典型的優(yōu)化方案是：所述差分放大電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和集成運算放大器，所述檢測線圈和所述電感的功率線圈的同名端與第五電阻的一端相連，所述檢測線圈的異名端串聯(lián)第一電阻后連接至集成運算放大器的同相輸入端和第三電阻的一端，第三電阻的另一端連接至參考地，所述功率線圈的異名端串聯(lián)第二電阻后連接至集成運算放大器的反相輸入端、第五電阻的另一端和第四電阻的一端，第四電阻的另一端接至集成運算放大器的輸出。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種電感電流檢測電路第一實施方式的示意圖。

圖3是圖2的等效電路示意圖。

圖4是本發(fā)明一種電感電流檢測電路第二實施方式的示意圖。

圖5是本發(fā)明一種電感電流檢測電路第三實施方式的示意圖。

具體實施方式

參照圖2，100部分包括一個電感10，一個檢測線圈02，電感10由功率線圈01，磁芯03組成。所述功率線圈01與所述檢測線圈02繞制在同一個磁芯03上，匝數(shù)匝數(shù)相等、緊密耦合，偶合系數(shù)k理論上等于1，實際小于但接近于1；所述功率線圈01與所述檢測線圈02具有共同節(jié)點A，同時該節(jié)點為同名端，所述功率線圈01與所述檢測線圈02分別具有異名端節(jié)點B、節(jié)點C。200部分為差分放大電路，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5以及一個集成運算放大器IC1。檢測線圈02的異名端節(jié)點C通過第一電阻R1連接至集成運算放大器IC1的同相輸入端，該同相輸入端還通過第三電阻R3連接至參考地，所述功率線圈01的異名端節(jié)點B通過第二電阻R2連接至集成運算放大器IC1的反相輸入端，同名端節(jié)點A通過第五電阻R5連接至集成運算放大器IC1的反相輸入端，第四電阻R4一端接在集成運算放大器IC1的反相輸入，另一端接至集成運算放大器IC1的輸出。

圖2的工作原理將通過其等效電路圖3來說明。

參照圖3，功率線圈01等效為一個電感L01與電阻R01串聯(lián)，該串聯(lián)電阻即為該功率線圈01的直流等效電阻，檢測線圈02也等效為一個電感L02與電阻串聯(lián)R02，該串聯(lián)電阻即為該檢測線圈01的直流等效電阻，檢測線圈01與等匝數(shù)功率線圈02的耦合系數(shù)為k，k理論上等于1，實際小于但接近于1。