專利名稱：橋接負(fù)載電流檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電流檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種橋接負(fù)載電流檢測(cè)電路。
技術(shù)背景目前，在電子技術(shù)領(lǐng)域，諸如馬達(dá)控制、螺線管控制、電源管理等很多應(yīng)用中都需要進(jìn)行準(zhǔn)確的電流檢測(cè)。這些應(yīng)用中所采用的電流檢測(cè)技術(shù)通常包括高邊檢測(cè)和低邊檢測(cè)兩種類型，其中尤以高邊電流檢測(cè)方法的應(yīng)用更為廣泛，其原因在于高邊電流檢測(cè)具有保持接地回路完整性等諸多優(yōu)勢(shì)。然而，高邊電流檢測(cè)不可避免地會(huì)遇到在很大的共模信號(hào)中去測(cè)量微小差模信號(hào)的問題，通常解決此問題的方法是提高電流檢測(cè)放大器的共模抑制比(CMRR)，但由于技術(shù)方案及エ藝等諸多因素的限制，電流檢測(cè)放大器的CMRR指標(biāo)不可能無限制地増大。更為突出的矛盾出現(xiàn)在交流電流的檢測(cè)中。由于雜散分布參數(shù)的影響，電流檢測(cè)放大器的CMRR會(huì)隨著頻率的升高而下降，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差増大。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供ー種橋接負(fù)載電流檢測(cè)電路，針對(duì)在各種相關(guān)應(yīng)用中廣泛采用的橋接負(fù)載(BTL)拓?fù)涞碾娏鳈z測(cè)問題，能夠克服現(xiàn)有電流檢測(cè)技術(shù)在頻率較高的情況下測(cè)量精度嚴(yán)重下降的問題。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該橋接負(fù)載電流檢測(cè)電路，包括BTL放大器電路、負(fù)載電阻和運(yùn)算放大器，輸入信號(hào)源的信號(hào)經(jīng)BTL放大器放大后以差分形式從輸出引腳Vo+和Vo-輸出，所述負(fù)載電阻兩端分別串聯(lián)等值的檢流電阻I和檢流電阻II后，再聯(lián)接至BTL放大器的輸出引腳Vo+和Vo-，所述BTL放大器的輸出負(fù)載支路上形成4個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述檢流電阻I與輸出引腳Vo+的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)I，所述檢流電阻I與負(fù)載電阻的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)II，所述負(fù)載電阻與檢流電阻II的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)III，所述檢流電阻II與輸出引腳Vo-的的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)IV ；節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)III通過第一電阻和第三電阻連接到運(yùn)算放大器的正輸入端，節(jié)點(diǎn)II和節(jié)點(diǎn)IV通過第二電阻和第四電阻連接到運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，第一至第四電阻的阻值相等；所述運(yùn)算放大器的正輸入端對(duì)地接入了第五電阻，而負(fù)輸入端到輸出端則接入了反饋電阻，第五電阻和反饋電阻的阻值相等。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型針對(duì)在各種相關(guān)應(yīng)用中廣泛采用的橋接負(fù)載(BTL)拓?fù)涞碾娏鳈z測(cè)問題，提供ー種大幅度削弱共模電壓影響，提高電流測(cè)量精度的電路結(jié)構(gòu)，克服了現(xiàn)有電流檢測(cè)技術(shù)在頻率較高的情況下測(cè)量精度嚴(yán)重下降的缺陷，其電路設(shè)計(jì)緊湊，適合推廣使用。本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)描述，其中圖I是本實(shí)用新型提出的平衡式電流檢測(cè)電路實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì) 的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。圖I是本實(shí)用新型提出的平衡式電流檢測(cè)電路實(shí)施例的電原理圖。如圖所示，該實(shí)施例中，電路包括BTL放大器電路、負(fù)載電阻RL和運(yùn)算放大器Ul，輸入信號(hào)源的信號(hào)經(jīng)BTL放大器放大后以差分形式從輸出引腳Vo+和No-輸出，所述負(fù)載電阻RL兩端分別串聯(lián)等值的檢流電阻I RSl和檢流電阻II RS2后，再聯(lián)接至BTL放大器的輸出引腳Vo+和Vo-，所述BTL放大器的輸出負(fù)載支路上形成4個(gè)節(jié)點(diǎn)(即圖中的① ④)，所述檢流電阻I RSl與輸出引腳Vo+的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)I (即圖中的①)，所述檢流電阻IRSl與負(fù)載電阻RL的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)II (即圖中的②)，所述負(fù)載電阻RL與檢流電阻II RS2的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)III (即圖中的③)，所述檢流電阻II RS2與輸出引腳Vo-的的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)IV (即圖中的④);節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)III通過第一電阻Rl和第三電阻R3連接到運(yùn)算放大器Ul的正輸入端，節(jié)點(diǎn)II和節(jié)點(diǎn)IV通過第二電阻R2和第四電阻R4連接到運(yùn)算放大器Ul的負(fù)輸入端，第一至第四電阻的阻值相等；所述運(yùn)算放大器的正輸入端對(duì)地接入了第五電阻R5，而負(fù)輸入端到輸出端則接入了反饋電阻R6，第五電阻和反饋電阻的阻值相等。本實(shí)用新型通過在BTL電路的負(fù)載RL兩端各串聯(lián)ー只等值的檢流電阻(其阻值通常遠(yuǎn)小于負(fù)載阻杭)，配合后續(xù)的差分放大器實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流的檢測(cè)。此ニ電阻兩端的電壓正比于負(fù)載電流，且彼此相等。檢流電阻兩端的共模電壓往往很高，不管是直流電壓還是交流電壓都是如此，這也是常見的高邊電流檢測(cè)所遭遇的主要問題，特別在高頻電流檢測(cè)中，往往會(huì)產(chǎn)生可觀的共模誤差。本實(shí)用新型利用BTL電路的對(duì)稱特性，采用雙邊檢測(cè)的方法，在設(shè)置對(duì)稱檢流電阻的基礎(chǔ)上，改進(jìn)后續(xù)差分放大器的結(jié)構(gòu)，使交流共模電壓抵消后再進(jìn)行差分放大，從源頭上顯著削弱了共模誤差的不利影響。另外，運(yùn)放電路整體上可以看成ー個(gè)差分放大器，但有別于常見的只有兩個(gè)輸入的差分放大電路，準(zhǔn)確地說此為ー個(gè)加減法電路，將節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)III、節(jié)點(diǎn)II和節(jié)點(diǎn)IV的電壓兩兩疊加之后，再求兩個(gè)和值的差。由于BTL電路的對(duì)稱輸出特性，節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)4的電壓疊加可以抵消交流共模電壓。BTL放大器電路輸出的直流共模電壓為供電電壓V+的一半即V+/2，節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)III、節(jié)點(diǎn)II和節(jié)點(diǎn)IV的電壓疊加無法抵消直流共模電壓。常見的BTL功放電路供電電壓V+通常較高，而后續(xù)運(yùn)算放大器的供電電壓通常不高，為保證運(yùn)放的正常工作，加到其輸入端的共模電壓一般應(yīng)小于其供電電壓，這樣，BTL電路較高的直流共模輸出電壓可能會(huì)超出后續(xù)運(yùn)放的共模輸入范圍，為避免這ー問題的發(fā)生，需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整Rf R6的數(shù)值，使得被測(cè)電壓衰減一定比例。值得注意的是，對(duì)電流檢測(cè)有價(jià)值的差模電壓也不可避免地會(huì)受到相同比例的衰減，導(dǎo)致檢測(cè)靈敏度的損失，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)BTL電路的供電電壓、負(fù)載阻抗的大小等因素綜合考慮選擇檢流電阻值、運(yùn)放供電電壓以及運(yùn)放輸入衰減量。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗g和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.橋接負(fù)載電流檢測(cè)電路，其特征在于包括BTL放大器電路、負(fù)載電阻(RL)和運(yùn)算放大器(Ul),輸入信號(hào)源的信號(hào)經(jīng)BTL放大器放大后以差分形式從輸出引腳Vo+和Vo-輸出，所述負(fù)載電阻(RL)兩端分別串聯(lián)等值的檢流電阻I (RSl)和檢流電阻II (RS2)后，再聯(lián)接至BTL放大器的輸出引腳Vo+和Vo-，所述BTL放大器的輸出負(fù)載支路上形成4個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述檢流電阻I (RSl)與輸出引腳Vo+的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)I，所述檢流電阻I (RSl)與負(fù)載電阻(RL)的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)II，所述負(fù)載電阻(RL)與檢流電阻II (RS2)的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)III，所述檢流電阻II (RS2)與輸出引腳Vo-的的公共接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)IV ； 節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)III通過第一電阻(Rl)和第三電阻(R3)連接到運(yùn)算放大器(Ul)的正輸入端，節(jié)點(diǎn)II和節(jié)點(diǎn)IV通過第二電阻(R2)和第四電阻(R4)連接到運(yùn)算放大器(Ul)的負(fù)輸入端，第一至第四電阻的阻值相等； 所述運(yùn)算放大器的正輸入端對(duì)地接入了第五電阻(R5)，而負(fù)輸入端到輸出端則接入了反饋電阻(R6)，第五電阻和反饋電阻的阻值相等。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種橋接負(fù)載電流檢測(cè)電路，包括BTL放大器電路、負(fù)載電阻和運(yùn)算放大器，輸入信號(hào)源的信號(hào)經(jīng)BTL放大器放大后以差分形式從輸出引腳Vo+和Vo-輸出，負(fù)載電阻兩端分別串聯(lián)等值的檢流電阻I和檢流電阻II后，再聯(lián)接至BTL放大器的輸出引腳Vo+和Vo-，BTL放大器的輸出負(fù)載支路上形成4個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)III通過第一電阻和第三電阻連接到運(yùn)算放大器的正輸入端，節(jié)點(diǎn)II和節(jié)點(diǎn)IV通過第二電阻和第四電阻連接到運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，第一至第四電阻的阻值相等；本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有電流檢測(cè)技術(shù)在頻率較高的情況下測(cè)量精度嚴(yán)重下降的缺陷，其電路設(shè)計(jì)緊湊，適合推廣使用。
文檔編號(hào)G01R19/00GK202453404SQ20112048865
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者何傳紅, 張莉 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)