[發明專利]基于電感等效串聯電阻電位浮動的電流檢測電路

有效

• 申請號: 201210077053.4
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102621369A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 鄭峰;張鈺;王培康;王駿飛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明電子電路技術，特別涉及電流檢測電路，可用于電力電子系統對電流的檢測。

背景技術

電力電子系統中在實施電流型控制、過流保護、系統并聯均流等技術時，都必須要用到電感電流的檢測技術。

常見的電感電流檢測方法有串聯檢流電阻法、電流互感器法、絕緣柵極晶體管MOSFET元胞檢測法以及電感等效串聯電阻檢測法。

串聯檢流電阻法，如圖1所示，它是將檢流電阻1與負載2串聯，根據歐姆定律，只要檢測檢流電阻1兩端的電壓即可確定被檢測的電流。該方法的缺陷是損耗太大，特別是在大電流檢測中，損耗不容忽視。

電流互感器法，是依據電磁感應原理，利用互感器進行電流檢測，將一次繞組串在需要測量電流的線路中，將二次繞組串接在測量儀表和保護回路中。電流互感器可以把數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流。該方法的缺陷是不能檢測直流電流。

絕緣柵極晶體管MOSFET元胞檢測法，是在檢測電路中的功率MOSFET旁并接一個檢測MOSFET。該方法的缺陷是所能應用的頻帶寬度太窄，并且并接的檢測MOSFET會對電路中原有的功率MOSFET帶來很大的誤差。

電感等效串聯電阻檢測法，如圖2所示，該方法將流過電感的電流轉化為電壓信號，通過檢測電壓信號來得到電流值。由于電感等效串聯電阻ESR的值非常小，需要用運算放大器將檢測信號進行放大。由于受到運算放大器耐壓的限制，導致該方法不能很好地應用于高壓場合。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種基于電感等效串聯電阻電位浮動的電流檢測電路，以減小檢測損耗和對被檢測電路的影響，實現在高壓場合下對直流電信號和交流電信號的精確檢測。

為實現上述目的，本發明基于電感等效串聯電阻的電流檢測電路，包括電感，RC網絡其特征在于：

RC網絡的輸出端連接有電位浮動的電壓檢測電路，用于檢測RC網絡中檢測電容兩端的電壓差；該電位浮動的電壓檢測電路的輸出端連接有差分比例運算電路，用于放大電壓檢測電路的輸出，并且使輸出電壓值的參考平面回歸到以地平面為基準；所述的電位浮動的電壓檢測電路包括：放大電路與電荷泵電路；放大電路的輸入端與RC網絡中的檢測電容并聯；電荷泵電路的輸入端與放大電路的輸出串聯連接；

所述的差分比例運算電路包括：第一級差分電路與第二級差分電路；第一級差分電路的輸入端與電荷泵電路的輸出端相連；第一級差分電路的輸出端與第二級差分電路的輸入端相連；第二級差分電路的輸出端作為整個檢測電路的輸出。

本發明由于由于采用了電力電子系統中原有的功率電感對電流進行測量，充分利用了電感的等效串聯電阻，使得檢測電路中未加入新的損耗，從而達到無損耗測量的目的；同時由于本發明在電壓檢測回路中加入了電荷泵電路，使電壓檢測回路的電壓浮動，因此該電路可以很好地應用在高壓場合；此外由于本發明加入了差分比例運算電路，消除了電荷泵電路中的電壓降對輸出電壓的影響，并且使輸出電壓回到以地平面為基準。

附圖說明

圖1為現有應用檢流電阻的電流檢測電路結構框圖；

圖2為現有的應用電感等效串聯電阻的電流檢測電路結構框圖；

圖3為本發明的電路結構框圖；

圖4為本發明的電路結構原理圖。

具體實施方式

為使本發明的目的，技術方案和優點更加清楚明白，下面結合附圖，利用具體實施例，對本發明作進一步詳細的說明。

本發明實施例通過對RC網絡中檢測電容與匹配電阻的匹配，使得電容兩端的電壓差與流經電感的電流成線性關系，利用該特性進行電流檢測。