[發明專利]電壓調零壓力傳感器前置放大器

在審

• 申請號: 202010466333.9
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN112014004A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: C.A.凱勒
• 申請（專利權）人: 硅微結構股份有限公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L1/22;G01K7/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

1.一種用于壓力傳感器系統(210，220，230)的前置放大器電路(220，230)，所述前置放大器電路(220，230)包括：

差分輸出運算放大器(U1，U3)，具有反相輸入、同相輸入和差分輸出，所述差分輸出包括正輸出(SIP)和負輸出(SIN)；

第一端子(C)，耦接到所述差分輸出運算放大器(U1，U3)的正輸出(SIP)，其中，所述第一端子(C)被配置為連接到第一外部壓力敏感元件(B1)的第一節點；

第二端子(B)，耦接到所述差分輸出運算放大器(U1，U3)的負輸出(SIN)，其中，所述第二端子(B)被配置為連接到第二外部壓力敏感元件(B2)的第一節點；和

保護電路(220)，耦接在第一端子(C)、第二端子(B)、差分輸出運算放大器(U1，U3)的反相輸入、和差分輸出運算放大器(U1，U3)的同相輸入之間。

2.根據權利要求1所述的前置放大器電路，還包括：

第三端子(A)，其中，所述第三端子(A)被配置為連接到所述第一外部壓力敏感元件(B1)的第二節點和所述第二外部壓力敏感元件(B2)的第二節點；和

第一放大器(U2)，耦接到所述第三端子(A)，以在所述第一端子(C)和所述第二端子(B)處設置共模電壓。

3.根據權利要求2所述的前置放大器電路，還包括：

第二放大器(U4)，具有耦接到所述第三端子(A)的輸入、和輸出；和

第四端子(T)，耦接到所述第二放大器(U4)的輸出。

4.根據權利要求3所述的前置放大器電路，還包括：

第一電阻器(R19)，耦接到所述第一端子(C)；和

第二電阻器(R20)，耦接到所述第二端子(B)，并且

其中，所述第一外部壓力敏感元件(B1)、所述第二外部壓力敏感元件(B2)、所述第一電阻器(R19)和所述第二電阻器(R20)形成惠斯通電橋。

5.根據權利要求4所述的前置放大器電路，其中，所述第一端子(C)通過第三電阻器(R17，R18)耦接到所述差分輸出運算放大器(U1，U3)的正輸出(SIP)，并且所述第二端子(B)通過第四電阻器(R22，R23)耦接到所述差分輸出運算放大器(U1，U3)的負輸出(SIN)。

6.根據權利要求5所述的前置放大器電路，其中，所述保護電路包括：

第一電阻器串聯(R9-R12)，耦接在所述第一端子(C)和所述差分輸出運算放大器(U1，U3)的反相輸入之間；和

第二電阻器串聯(R13-R16)，耦接在所述第二端子(B)和所述差分輸出運算放大器(U1，U3)的同相輸入之間。

7.根據權利要求6所述的前置放大器電路，還包括多個二極管(D1-D4)，耦接在所述第一電阻器串聯(R9-R12)和所述第二電阻器串聯(R13-R16)之間。

8.根據權利要求7所述的前置放大器電路，其中，所述多個二極管(D1-D4)以背靠背配置來布置。

9.一種壓力傳感系統，包括：

惠斯通電橋(B1，B2，R19，R20)，具有輸入(A)、第一輸出(C)和第二輸出(B)，所述惠斯通電橋(B1，B2，R19，R20)包括：

第一壓力敏感元件(B1)，耦接在所述輸入(A)和所述第一輸出(C)之間；

第二壓力敏感元件(B2)，耦接在所述輸入(A)和所述第二輸出(B)之間；

第一電阻器(R19)，耦接在所述第一輸出(C)和地之間；和

第二電阻器(R20)，耦接在所述第二輸出(B)和地之間；以及差分輸出運算放大器(U1，U3)，用于向所述第一輸出(C)提供第一電流，以及向所述第二輸出(B)提供第二電流，使得所述第一輸出(C)和所述第二輸出(B)之間的生成的電壓被最小化。