專利名稱：：微電流檢測(cè)電路、微電流切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通信電子
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種能夠檢測(cè)mA級(jí)電流的微電濟(jì)b檢測(cè)電^各、樣i電濟(jì)u切:換電路。
背景技術(shù)：
：微電流檢測(cè)始終是通信電子行業(yè)的一大難題，目前主要應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換、斗呆護(hù)電路、電'池充力文電等方面。電流;險(xiǎn)測(cè)的方法有兩種一種是有損耗的，另一種是無(wú)損耗的。無(wú)損耗的電流檢測(cè)一般采用霍爾傳感器，霍爾傳感器的成本較高、電路復(fù)雜，因此這種方案基本很少被采用。有損耗的電流;險(xiǎn)測(cè)最常見(jiàn)，如圖1所示。電流檢測(cè)電路具體包括采樣電阻11、0.8V的基準(zhǔn)電壓源12及比較器13。在電流流經(jīng)的通路上串聯(lián)一個(gè)采樣電阻11;根據(jù)歐姆定律，有電流流過(guò)時(shí)采樣電阻11上產(chǎn)生一定的壓降；比較器13將產(chǎn)生的壓降與基準(zhǔn)電壓源12進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比對(duì)結(jié)果即可獲知采樣的電流是否超過(guò)一定的電流值?，F(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷在于，由于基準(zhǔn)電壓源無(wú)法做到mV級(jí)，所檢測(cè)的電流都是安培級(jí)別的，即不能做到毫安培(mA)級(jí)的檢測(cè)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種微電流檢測(cè)電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)mA級(jí)電流的檢測(cè)。本發(fā)明的目的還在于提出一種微電流切換電路，以根據(jù)對(duì)mA級(jí)電流的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)電路切換。為實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供了一種微電流檢測(cè)電路，包括采樣電阻，所述釆樣電阻的一端與識(shí)別電i各及被檢測(cè)電路的檢測(cè)端連接，所述采樣電阻的另一端與電源及箝位電路連接；所述識(shí)別電路與所述箝位電路連接；所述識(shí)別電路及箝位電路均包括三極管；所述識(shí)別電路與箝位電路中的三極管型號(hào)相同；所述箝位電路中三極管的發(fā)射極偏置電壓=電源電壓-箝位電壓，識(shí)別電路中三極管的發(fā)射極偏置電壓=4企測(cè)端電壓-箝位電壓；所述箝位電壓為所迷識(shí)別電路與箝位電路連接點(diǎn)處的電壓。本方案微電流檢測(cè)電路中，箝位電路為識(shí)別電路提供標(biāo)準(zhǔn)電壓，根據(jù)識(shí)別電路中三極管的集電極電壓獲知通過(guò)采樣電阻的電流。由于識(shí)別電路中采用三極管，且其發(fā)射極偏置電壓=檢測(cè)端電壓-箝位電壓；在箝位電壓保持不變的情況下，檢測(cè)端電壓的變化是識(shí)別電路中三極管導(dǎo)通的主導(dǎo)因素，而三極管在壓降O.2V左右范圍能夠保持導(dǎo)通，從而使得識(shí)別電路能夠識(shí)別0.2V左右的電壓，微電流檢測(cè)電路能夠檢測(cè)采樣電阻中流過(guò)的mA級(jí)電流。為實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供了一種包括上述技術(shù)方案中微電流檢測(cè)電路的微電流切換電路，所述微電流檢測(cè)電路連接有切換電路。本方案中，微電流檢測(cè)電路根據(jù)檢測(cè)電流結(jié)果控制切換電路，使得微電流切換電路實(shí)現(xiàn)了電路切換。并且，由于微電流檢測(cè)電路檢測(cè)的電流為mA級(jí)，使得微電流切換電路具有高靈敏度、高噪聲容限能力、高可生產(chǎn)性、低損耗等優(yōu)點(diǎn)，可靠性大大超越通常的邏輯判斷電路。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電流檢測(cè)電路的示意圖2為本發(fā)明微電流檢測(cè)電路實(shí)施例的示意圖3為本發(fā)明微電流切換電路實(shí)施例一的示意圖4為本發(fā)明微電流切換電路實(shí)施例一中采樣電阻R1電流〈5mA時(shí)各處電壓示意圖5為本發(fā)明微電流切換電路實(shí)施例一中采樣電阻R1電流》5mA時(shí)各處電壓示意圖6為本發(fā)明微電流切換電路實(shí)施例二的示意圖；圖7為本發(fā)明微電流切換電路實(shí)施例三的示意圖；圖8為本發(fā)明微電流切換電路實(shí)施例四的示意圖。具體實(shí)施例方式圖2為本發(fā)明微電流檢測(cè)電路實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例微電流檢測(cè)電路可包括采樣電阻21、箝位電路22及識(shí)別電路23。釆樣電阻21的一端與識(shí)別電路23及被檢測(cè)電路的檢測(cè)端SENSE連接，所述采樣電阻21的另一端與電源Vcc及箝位電路22連接；所述識(shí)別電路23與所述箝位電路22連接。本實(shí)施例中，箝位電路22與識(shí)別電路23均包括三極管；識(shí)別電路23與箝位電路22中的三極管可完全相同，可以是PNP三極管(Positive-Negative-PositiveT訓(xùn)sistor、簡(jiǎn)稱PNP),也可以是訓(xùn)三極管(Negative-Positive-NegativeTransistor、簡(jiǎn)稱NPN)。箝位電路22為識(shí)別電路23提供標(biāo)準(zhǔn)電壓，根據(jù)識(shí)別電路23中三極管的集電極電壓獲知通過(guò)采樣電阻21的電流。對(duì)于PNP管，發(fā)射極偏置電壓為Ve-Vb;對(duì)于NPN管，發(fā)射極偏置電壓為Vb-Ve。由于三極管發(fā)射極偏置電壓>0.55V時(shí)，滿足正偏條件；三極管發(fā)射極偏置電壓為0.35~0.5V時(shí)，逐步進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)；三極管發(fā)射極偏置電壓〈0.35V時(shí)，完全進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)；因此，識(shí)別電路23的識(shí)別電壓為0.2V左右，本實(shí)施例中檢測(cè)電路可檢測(cè)采樣電阻21中流過(guò)的mA級(jí)電流。隨著采樣電阻21中的電流逐漸增大，識(shí)別電路23中的三極管集電極輸出的電壓逐漸減小。當(dāng)采樣電阻21中的電流增加到一定值時(shí)，識(shí)別電路23中三極管的發(fā)射極偏置電壓〈0.35V，進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，集電極電壓輸出的電壓值為0V，從而根據(jù)識(shí)別電路23中三極管的集電極輸出電壓便可獲知采樣電阻21中流過(guò)的電流。上述實(shí)施例中的微電流檢測(cè)電路可用于切換電路中，通過(guò)檢測(cè)待檢測(cè)電路中的微電流觸發(fā)切換電路進(jìn)行切換。下面結(jié)合檢測(cè)電路詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明切換電路實(shí)施例，同時(shí)對(duì)微電流檢測(cè)電路實(shí)施例做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖3為本發(fā)明微電流切換電路實(shí)施例一的示意圖。本實(shí)施例中，切換電路包括微電流檢測(cè)電路31及切換電路34。微電流檢測(cè)電路31包括箝位電路32和識(shí)別電路33。箝位電路32的三極管Q2與識(shí)別電路33中的三極管Q3完全相同，均為PNP三極管。其中，由于三極管Q2的集電極懸空，不使用，三極管Q2在本電流;險(xiǎn)測(cè)電路中僅作為一個(gè)二極管使用。三極管Q2基極和發(fā)射極均連接固定電平，為三極管Q3的基極提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電壓。通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)電壓確保三極管Q3的基極電壓保持不變，實(shí)現(xiàn)電壓箝位。三極管Q3是本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)微電流判定的主要器件，當(dāng)微電流檢測(cè)電路中這兩個(gè)三極管均為PNP管時(shí)，三極管Q3的基極由于和三極管Q2的基極相連，獲得了一個(gè)穩(wěn)定的電壓。切換電路34中，R3為Q4基極提供偏置電壓，即讓Q4基極默認(rèn)為0V;C9用于消除Sense接入其他設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的瞬間噪聲，以避免切換電路誤動(dòng)作；R4和R6都用大電阻值，用于為功率切換管Q5提供合適的偏置電壓和電流，保證Q5正常工作。由于三極管Q3的基極被三極管Q2箝位，當(dāng)供電電源電壓Vcc存在的情況下，Vcc經(jīng)過(guò)采樣電阻Rl直接到三極管Q3的發(fā)射極，這樣就使得三極管Q3的發(fā)射極符合正偏條件。由于三極管一般使用硅管，經(jīng)過(guò)大量實(shí)測(cè)得到若三極管Q3的發(fā)射極電壓Ve下降0.2V左右，則三極管Q3的發(fā)射極不滿足正偏條件而進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，詳見(jiàn)表l。表1實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>Rl為本設(shè)計(jì)的采樣電阻，由于待檢測(cè)的電流為mA級(jí)別，而且識(shí)別電壓只要達(dá)到0.2V以上即可，因此，Rl的阻值無(wú)需很大，一般可選擇20Q30Q。當(dāng)沒(méi)有電流流經(jīng)R1時(shí)，三極管Q3的發(fā)射極電壓和三極管Q2管一致，因此三極管Q3進(jìn)入放大狀態(tài)，處于打開(kāi)狀態(tài)。之后，切換電路34中三極管Q4打開(kāi)，充當(dāng)功率切換管的Q5也隨之打開(kāi)，輸出基本與Vcc相當(dāng)?shù)碾妷?僅差了Vce的飽和電壓)。當(dāng)Rl有電流流過(guò)時(shí)，三極管Q3的Ve電壓持續(xù)下降，Vb由于被三極管Q2箝位而保持不變，三極管B逐步退出放大狀態(tài)，其集電極的輸出電壓也隨之下降。當(dāng)Rl流經(jīng)電流增加到一定值后，三極管Q3截止，實(shí)現(xiàn)了對(duì)功率切換管Q5的切換控制?，F(xiàn)在以實(shí)際案例即當(dāng)流經(jīng)采樣電阻Rl的電流大于5mA時(shí)系統(tǒng)中斷供電對(duì)圖3中微電流檢測(cè)電路及切換的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。假設(shè)系統(tǒng)工作電源電壓為數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)常見(jiàn)的3.3V，三極管均采用業(yè)界通用的PNP三極管。其中Rl為電流采樣電阻，Rl所在的通路就是被檢測(cè)電流流經(jīng)的通路。以下根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果，分三個(gè)狀態(tài)闡述該電路的工作過(guò)程，為表示精確數(shù)據(jù)位保留3位小數(shù)。采樣電阻R1電流〈5mA時(shí)，檢測(cè)及切換電路各處的電壓如圖4所示。電源供電電壓(Vcc)-3.338V;三極管Q2:充當(dāng)一個(gè)箝位三極管，Vcc電壓經(jīng)過(guò)三極管后的基極電壓(Vb)為2.758V;三極管Q3:基極電壓(Vb)=Q2的基極電壓=2.758V,由于基極電流(Ib)的存在Ve電壓會(huì)略為低于Vcc，假設(shè)沒(méi)有電流流過(guò)Rl,則三極管Q3的發(fā)射極電源Ve實(shí)測(cè)3.335V;這樣，三極管Q3符合放大條件，集電極電壓(Vc)輸出約2V左右的電壓；三極管Q4的發(fā)射極固定接地，集電極默認(rèn)被R4上拉；三極管Q3集電極輸出電壓(Vc)促使Q4進(jìn)入飽和狀態(tài)，這樣，Q4的基極電壓(Vb)約為0.6V，Vc為0.006V;三極管Q5隨即也進(jìn)入飽和狀態(tài)，輸出的電壓約3.245V。同理，當(dāng)采4f電阻Rl中流過(guò)l.5mA的電流時(shí)，由于采樣電阻R1的阻值為22D，因此，采樣電阻Rl上產(chǎn)生33mV壓差。三極管Q3的發(fā)射極電壓隨之從原先的3.335V下降到3.302V。此時(shí)，三極管Q3集電極輸出電壓為1.063V,該電壓仍然保證三極管Q4被打開(kāi)。這樣，三極管Q5仍穩(wěn)定的輸出3.245V。采樣電阻R1中的電流》5mA時(shí)，檢測(cè)及切換電路各處的電壓如圖5所示。三極管Q3:當(dāng)采樣電阻Rl流過(guò)5mA的電流時(shí)，產(chǎn)生0.110V的壓降。三極管Q3的發(fā)射極電壓隨之從原先的3.335V下降到3.225V。這樣，三極管Q3集電極電壓開(kāi)始逐步下降，三極管Q4的基極電壓也隨之下降；最終，Q3的集電極電壓Vc下降到0.368V,此時(shí)，Q4就不能打開(kāi)，于是Q5關(guān)閉，輸出電壓為0，如當(dāng)該切換電路用于天線切換系統(tǒng)時(shí)，此時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的電流，將天線切換為外置狀態(tài)。當(dāng)采樣電阻Rl上的壓降達(dá)到并超過(guò)0.2V左右時(shí)，三極管Q3發(fā)射極電壓遠(yuǎn)低于三極管導(dǎo)通條件(一般要>0.35V左右)，不能實(shí)現(xiàn)發(fā)射極正偏，三極管Q3被截止，輸出的Vc為OV;三極管Q4、三極管Q5仍然為截止?fàn)顟B(tài)，9輸出電壓為ov，天線切換狀態(tài)不變。反過(guò)來(lái)，當(dāng)采樣電阻R1中流過(guò)的電流由5mA下降到4mA，產(chǎn)生的壓降為0.086V。三極管Q3的發(fā)射極電壓隨之從原先的3.335V下降到3.251V,此時(shí)三極管Q3集電極輸出逐步回升。當(dāng)三極管Q3的集電極電壓Vc達(dá)到0.608V時(shí)，三極管Q4被重新打開(kāi)，三極管Q5也隨即打開(kāi)并進(jìn)入飽和狀態(tài)，輸出穩(wěn)定的3.245V,此時(shí)，完成了一次切換。如當(dāng)該切換電路用于天線切換系統(tǒng)時(shí)，此時(shí)，將天線切換回內(nèi)置狀態(tài)。圖6為本發(fā)明」徵電流切換電路實(shí)施例二的示意圖。微電流檢測(cè)電路61中，箝位電路62的三極管Q6與識(shí)別電路63中的三極管Q7均為NPN三極管。微電流檢測(cè)電路61對(duì)切換電路64中功率切換管Q8進(jìn)行切換控制。上述切換電路實(shí)施例中微電流切換電路的應(yīng)用場(chǎng)合很廣泛。用于檢測(cè)電流的端子Connect,用于連4妻其他^t塊。端子Connect即上述實(shí)施例中的枱r測(cè)端(SENSE端)，用于檢測(cè)微電流。利用上述實(shí)施例中的微電流檢測(cè)電路能夠在SENSE端檢測(cè)mA級(jí)的微電流。待檢測(cè)的微電流可以是外置設(shè)備因工作而消耗的電流，也可是外置產(chǎn)品的特征電阻(characteristicResistor)消耗的電流。例如熱插拔(HotSwap)電路，當(dāng)外置設(shè)備接入后，微電流檢測(cè)電路可通過(guò)SENSE端檢測(cè)到特征電阻，即檢測(cè)到一定的特征電流。這時(shí)，可開(kāi)啟或關(guān)閉相應(yīng)的控制電路。例如無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)產(chǎn)品，當(dāng)外置天線接入時(shí)，天線本身消耗有一定的電流，通過(guò)上述實(shí)施例中的微電流切換電路檢測(cè)外置天線消耗的電流，并根據(jù)檢測(cè)到的電流進(jìn)行電路切換，使原先工作的內(nèi)置天線斷電，信號(hào)改由外置天線提供，實(shí)現(xiàn)了天線的切換。上述檢測(cè)電路及切換電路實(shí)施例采用簡(jiǎn)單常用的器件，實(shí)現(xiàn)對(duì)微電流的檢測(cè)與切換，若配套使用場(chǎng)效應(yīng)管(M0SFET,簡(jiǎn)稱M0S管)，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)大電流的自動(dòng)切換，通過(guò)少量常用器件實(shí)現(xiàn)微電流信號(hào)對(duì)大功率電源的切換，降低了微電流切換電路的成本，能夠廣泛應(yīng)用于微電流的檢測(cè)、切換系統(tǒng)。如圖7、圖8所示，圖7中的功率切換管為P-M0S管QIO，圖8中的功率切換管為N-M0S管Qll。上述4企測(cè)電路及切換電路實(shí)施例中電路元器件少，使得檢測(cè)電路及切換電路可靠性高。并且，由于采用廣泛使用的普通三極管，可生產(chǎn)性高。從實(shí)際測(cè)試結(jié)果看，上述檢測(cè)電路及切換電路實(shí)施例對(duì)微電流檢測(cè)誤差〈0.6mA，具有非常高的精度，能夠廣泛應(yīng)用于才莫塊識(shí)別、信號(hào)檢測(cè)、線卡熱插拔等
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是其抗噪聲能力可穩(wěn)定的應(yīng)用于微波通信、衛(wèi)星通信等場(chǎng)合，例如WLAN、GPS等。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。權(quán)利要求1、一種微電流檢測(cè)電路，包括采樣電阻，其特征在于，所述采樣電阻的一端與識(shí)別電路及被檢測(cè)電路的檢測(cè)端連接，所述采樣電阻的另一端與電源及箝位電路連接；所述識(shí)別電路與所述箝位電路連接；所述識(shí)別電路及箝位電路均包括三極管；所述識(shí)別電路與箝位電路中的三極管型號(hào)相同；所述箝位電路中三極管的發(fā)射極偏置電壓＝電源電壓-箝位電壓，識(shí)別電路中三極管的發(fā)射極偏置電壓＝檢測(cè)端電壓-箝位電壓；所述箝位電壓為所述識(shí)別電路與箝位電路連接點(diǎn)處的電壓。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述識(shí)別電路及箝位電路中的三極管均為PNP三極管；所述箝位電路PNP三極管的基極通過(guò)上拉電阻接地，集電極懸空，發(fā)射極與所述電源連接；所述識(shí)別電路PNP三極管的基極與所述箝位電路PNP三極管的基極連接，發(fā)射極與所述檢測(cè)端連接，集電極輸出檢測(cè)結(jié)果。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述識(shí)別電路及箝位電路中的三極管均為NPN三極管；所述箝位電路NPN三極管的發(fā)射極通過(guò)上拉電阻接地，集電極懸空，基極與所述電源連接；所述識(shí)別電路NPN三極管的發(fā)射極與所述箝位電路NPN三極管的發(fā)射極連接，基極與所述檢測(cè)端連接，集電極輸出檢測(cè)結(jié)果。4、一種包括上述權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述微電流檢測(cè)電路的微電流切換電路，其特征在于，還包括與所述微電流檢測(cè)電路連接的切換電路。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的微電流切換電路，其特征在于，所述切換電路包括NPN三極管和功率切換管；所述NPN三極管基極與所述微電流檢測(cè)電路的檢測(cè)輸出端連接，發(fā)射極接地；所述功率切換管與所述NPN三極管集電極連接。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的微電流切換電路，其特征在于，所述功率切換管為PNP三極管；所述PNP三極管基極與所述NPN三極管集電極連接；發(fā)射極直接與所述電源連接；集電極為輸出端。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的微電流切換電路，其特征在于，所述功率切換管為M0S管。8、根據(jù)權(quán)利要求4所述的微電流切換電路，其特征在于，所述切換電路包括PNP三極管；所述PNP三極管基極與所述微電流檢測(cè)電路的檢測(cè)輸出端連接，發(fā)射極直接接電源，集電極為輸出端。全文摘要本發(fā)明涉及一種微電流檢測(cè)電路、微電流切換電路，微電流檢測(cè)電路包括采樣電阻，采樣電阻的一端與識(shí)別電路及被檢測(cè)電路的檢測(cè)端連接，采樣電阻的另一端與電源及箝位電路連接；識(shí)別電路與箝位電路連接；識(shí)別電路及箝位電路均包括三極管；識(shí)別電路與箝位電路中的三極管型號(hào)相同；箝位電路中三極管的發(fā)射極偏置電壓＝電源電壓-箝位電壓，識(shí)別電路中三極管的發(fā)射極偏置電壓＝檢測(cè)端電壓-箝位電壓；箝位電壓為識(shí)別電路與箝位電路連接點(diǎn)處的電壓。由于識(shí)別電路的識(shí)別電壓為0.2V左右，微電流檢測(cè)電路可能夠檢測(cè)采樣電阻中流過(guò)的mA級(jí)電流。微電流切換電路中，微電流檢測(cè)電路連接有切換電路。根據(jù)檢測(cè)電流結(jié)果控制切換電路，實(shí)現(xiàn)電路切換。文檔編號(hào)C04B18/12GK101353237SQ20081022226公開(kāi)日2009年1月28日申請(qǐng)日期2008年9月12日優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日發(fā)明者熊書(shū)來(lái)申請(qǐng)人:北京星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司