[發明專利]高電壓端電流檢測電路

無效

• 申請號: 201110189999.5
• 申請日: 2011-07-07
• 公開（公告）號: CN102360236A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 于志升
• 申請（專利權）人: 上海如韻電子有限公司
• 主分類號: G05F1/565
• 分類號: G05F1/565
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及高電壓端電流檢測電路，主要應用于高電壓供電時的電流調制。

背景技術

在高電壓供電的系統中，經常遇到需要對高電壓端的電流量進行檢測和控制的情況。如果完全使用高電壓器件對高電壓端的電流量進行檢測和控制，成本將會很高，在電壓很高的情況下，有時還是不可能實現的。

為了對高電壓端的電流量進行檢測和控制，目前主要采用的方法包括：

(1)采用折中方案，在電流回路的低電壓端進行電流檢測和控制。

(2)用高壓集成電路對電流量進行檢測，處理和控制。

上述第一個方法易于實現，成本低廉。缺點是有時低電壓端檢測的電流同高電壓端的電流并不一樣，甚至有很大的誤差，所以在某些情況下這種方法檢測精度和控制精度比較低。

上述第二個方法在電壓不是很高的情況下，檢測精度可以滿足要求，但是在電壓比較高的情況下，由于器件工作電壓的限制，可能成本很高或者沒有辦法實現高電壓端的電流檢測，所以這種方法具有成本比較高，應用范圍受限制的缺點。

本發明對高電壓端電流進行采樣，采用分立器件雙極型PNP晶體管構成電流鏡，把高電壓端電流映射到低電壓端，然后利用低壓器件對電流信號進行矯正以抵消基區寬度調制效應等因素對電路鏡映射精度的影響，從而達到了既能實現對高電壓端電流的精確控制，又能有效降低系統成本的目的。

由于采用雙極型PNP晶體管構成的電流鏡對高電壓端電流進行映射，所以對最高輸入電壓的限制只由分立器件PNP晶體管決定，而與信號處理與控制的器件無關，所以本發明的電路應用范圍更加廣泛，并且可以有效控制成本。

發明內容

本發明解決了在電壓比較高時，無法實現高電壓端電流精確檢測的問題，并且可以有效降低系統成本。

本發明提供了高電壓端電流檢測電路，采用雙極型PNP晶體管構成電流鏡，把高電壓端電流映射到低電壓端，然后對電流信號進行處理以消除基區寬度調制效應對電流鏡映射精度的影響，從而實現對高電壓端電流的精確控制。

高電壓端電流檢測電路，包括映射單元，矯正反饋單元，調制單元，執行單元及負載，其中，矯正反饋單元由電阻分壓網絡、基準電壓單元、減法運算單元、第一對數運算單元、第二對數運算單元、電流疊加單元、電壓/電流轉換單元及加法器組成；

其中，矯正反饋單元的第一輸入端連接的是高電壓端VCC，矯正反饋單元的第二輸入端連接的是映射單元輸出的初級電流Ii，矯正反饋單元的輸出端是反饋電流Ifb；

電阻分壓網絡位于高電壓端VCC和地之間；加法器的第一輸入端連接電阻分壓網絡的輸出端，加法器的第二輸入端連接基準電壓單元的輸出端，加法器的輸出端連接第一對數運算單元的輸入端；第一對數運算單元的輸出端連接減法單元的第一輸入端；第二對數運算單元的輸出端連接減法單元的第二輸入端；減法單元的輸出端連接電壓/電流轉換單元的輸入端；電壓/電流轉換單元的輸出端連接電流疊加單元的輸入端。

電阻分壓網絡由第四電阻R4和第五電阻R5組成；減法運算單元包括第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9和運算放大器。

其中，第四電阻R4和第五電阻R5采用串聯方式連接；第六電阻R6和第七電阻R7采用串聯方式連接，且第六電阻R6和第七電阻R7的連接點與運算放大器的第一輸入端相連；第八電阻R8和第九電阻R9采用串聯方式連接，且第八電阻R8和第九電阻R9的連接點與運算放大器的第二輸入端相連。

映射單元采用電流鏡結構，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一PNP雙極晶體管Q1及第二PNP雙極晶體管Q2；其中第一PNP雙極晶體管Q1和第二PNP雙極晶體管Q2的厄利電壓VA相等。

第一PNP雙極晶體管Q1的基極與第二PNP雙極晶體管Q2的基極相連；第一電阻R1與第三電阻R3采用串聯方式連接，并位于第一PNP雙極晶體管Q1的發射極與第二PNP雙極晶體管Q2的發射極之間；用導線短接第二PNP雙極晶體管Q2的基極與集電極；第二電阻R2位于第二PNP雙極晶體管Q2的集電極與地之間。

可選的，調制單元為線性調制單元。

可選的，調制單元為開關調制單元。

可選的，執行單元包括NPN型晶體管、電感和整流二極管。

可選的，執行單元包括N型場效應晶體管、電感和整流二極管。

第六電阻R6和第八電阻R8的電阻值相等，第七電阻R7和第九電阻R9的電阻值相等。