一種可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及電流測量的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度電流測量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在越來越多的產(chǎn)品注重節(jié)能，為了盡可能減少能耗，很多產(chǎn)品工作時的電流動態(tài)范圍可做到從微安(μΑ或uA)直到安培(A)級。
[0003]現(xiàn)有的電流測量方式通常有2種:
[0004]第一種，串聯(lián)電阻采樣，這種方式成本低、精度高，但有插入損耗，影響被測電路供電。同時分辨率與動態(tài)范圍是互相制約的；
[0005]第二種，電流磁場檢測，精度低，并且僅用于大電流檢測。
[0006]—般高精度電流測量都是采用串聯(lián)電阻式進(jìn)行測量，通過提高采樣電阻方式提高測量精度會帶來電源的內(nèi)阻增加，影響測量效果，提高輸入電壓的需求，增加采樣電阻功耗。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中常見的穩(wěn)壓電路如圖1所示，通常采樣電阻插入到A、B、C處。位置A處為電源輸出與負(fù)載之間，位置B處為反饋采樣點(diǎn)與調(diào)整管之間，位置3處為電源輸入與調(diào)整管之間。當(dāng)采樣電阻插入到位置A處時，對輸出電壓影響較大，只適用于很小的動態(tài)范圍；當(dāng)采樣電阻插入到位置B或C處時，對輸出電壓影響較小，可適度增加動態(tài)范圍，但過大的采樣電阻會增加功耗，降低電源的反饋速度，影響電源紋波，還會將反饋采樣電阻的電流消耗計算在內(nèi)。
[0008]除此之外，常用的提高動態(tài)電流測量方案通過控制開關(guān)對串聯(lián)電阻進(jìn)行切換，但此種方式因?yàn)楦淖兞穗娫磧?nèi)阻。因此有電壓瞬間波動的問題并且切換瞬間無法采樣數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路，包括:。
[0010]將輸入電壓⑴輸入至調(diào)整管(2)的源極，調(diào)整管⑵的漏極與限幅二極管VF1(8)、采樣電阻Rl(7)、限幅二極管VF2(9)依次串聯(lián)，調(diào)整管(2)的柵極連接至誤差放大器(3)的輸出端，誤差放大器(3)的同相端連接至反饋采樣電阻(5)，誤差放大器(3)的反相端連接至參考基準(zhǔn)電壓(4)，反饋采樣電阻(5) —端接地，另一端與限幅二極管VF2 (9)的另一端相連后輸出至輸出電壓(6)。
[0011]可選地，本申請還提供了一種可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路，包括:將輸入電壓(1)輸入至限幅二極管VF1 (8)的一端，限幅二極管VF1 (8)的另一端串聯(lián)至采樣電阻町(7)，采樣電阻1?1(7)的另一端串聯(lián)至限幅二極管VF2(9)，限幅二極管VF1(8)的另一端連接至調(diào)整管(2)的源極，調(diào)整管(2)的源極，調(diào)整管(2)的柵極連接至誤差放大器(3)的輸出端，誤差放大器(3)的同相端連接至反饋采樣電阻(5)，誤差放大器(3)的反相端連接至參考基準(zhǔn)電壓(4)，反饋采樣電阻(5) —端接地，另一端與調(diào)整管(2)的漏極相連后輸出至輸出電壓(6)。
[0012]可選地，本申請還提供了一種可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路，包括:將輸入電壓(1)輸入至調(diào)整管(2)的源極，調(diào)整管(2)的漏極與限幅二極管VF1 (8)、采樣電阻R1 (7)、限幅二極管VF2 (9)、采樣電阻R2 (10)、限幅二極管VF3 (11)、采樣電阻R3 (12)、限幅二極管VF4(13)依次串聯(lián)，肖特基二極管D1 (14)與限幅二極管VF1 (8)、采樣電阻R1 (7)、限幅二極管VF2(9)并聯(lián)，肖特基二極管D1 (14)的陽極與限幅二極管VF1 (8)相連，肖特基二極管D1 (14)的陰極與限幅二極管VF2(9)相連，肖特基二極管D2(15)與限幅二極管乂?2(9)、采樣電阻1?2(10)、限幅二極管￥?3(11)并聯(lián)，肖特基二極管D2 (15)的陽極與限幅二極管VF2(9)相連，肖特基二極管D2 (15)的陰極與限幅二極管VF3 (11)相連，調(diào)整管(2)的柵極連接至誤差放大器(3)的輸出端，誤差放大器(3)的同相端連接至反饋采樣電阻(5)，誤差放大器(3)的反相端連接至參考基準(zhǔn)電壓(4)，反饋采樣電阻(5) —端接地，另一端與限幅二極管VF4(13)的另一端相連后輸出至輸出電壓(6)。
[0013]可選地，本申請還提供了一種可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路，包括:將輸入電壓(1)輸入至限幅二極管VF1 (8)的一端，限幅二極管VF1 (8)的另一端與采樣電阻R1 (7)、限幅二極管VF2 (9)、采樣電阻R2 (10)、限幅二極管VF3 (11)、采樣電阻R3 (12)、限幅二極管VF4(13)依次串聯(lián)，肖特基二極管D1 (14)與限幅二極管VF1 (8)、采樣電阻R1 (7)、限幅二極管VF2(9)并聯(lián)，肖特基二極管D1 (14)的陽極與限幅二極管VF1 (8)相連，肖特基二極管D1 (14)的陰極與限幅二極管VF2(9)相連，肖特基二極管D2(15)與限幅二極管VF2(9)、采樣電阻R2(10)、限幅二極管VF3(11)并聯(lián)，肖特基二極管D2 (15)的陽極與限幅二極管VF2(9)相連，肖特基二極管D2 (15)的陰極與限幅二極管VF3 (11)相連，限幅二極管VF4(13)的另一端與調(diào)整管(2)的源極相連，調(diào)整管(2)的柵極連接至誤差放大器(3)的輸出端，誤差放大器(3)的同相端連接至反饋采樣電阻(5)，誤差放大器(3)的反相端連接至參考基準(zhǔn)電壓(4)，反饋采樣電阻(5) —端接地，另一端與調(diào)整管(2)的漏極相連后輸出至輸出電壓(6)
[0014]在本申請優(yōu)選實(shí)施例中，所述調(diào)整管(2)是M0S管，也可以是雙極型三極管。
[0015]本申請?zhí)峁┝艘环N用于如權(quán)利要求3-4所述的電路中的采樣電流測量方法，其中:
[0016]R1 = 1K Ω , R2 = 10 Ω , R3 = 0.1 Ω ；
[0017]當(dāng)電流在O-lOOuA時，選擇R1兩端電壓VF1-VF2作為電流采樣輸出；
[0018]當(dāng)電流在10uA-10mA時可選擇R2兩端電壓VF2-VF3作為電流采樣輸出；
[0019]當(dāng)電流大于1mA時選擇R3兩端電壓VF4-VF3作為電流采樣輸出。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中常見穩(wěn)壓電路的電路圖；
[0022]圖2是本申請中實(shí)施例一的可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路圖；
[0023]圖3是本申請中實(shí)施例二的可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路圖；
[0024]圖4是本申請中實(shí)施例三的基于實(shí)施例一改造的可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路圖；
[0025]圖5是本申請中實(shí)施例四的基于實(shí)施例二改造的可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本申請中公開一種可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路，通過在串聯(lián)電阻式采樣電路的基礎(chǔ)上，增加多個采樣電阻，并通過對每個小電流采樣電阻增加限幅二極管(如圖4-5中VF1-VF4)的方式來實(shí)現(xiàn)大動態(tài)電流時采樣電路的低壓降，通過改造電流采樣電阻插入位置B、C處實(shí)現(xiàn)。限幅二極管用于限制電阻兩端最大壓降。限幅用二極管起始導(dǎo)通壓降要大于對應(yīng)采樣電阻的實(shí)際測量范圍的最大壓降，同時在電路的最大供電電流下壓降盡可能低，優(yōu)選使用肖特基二極管。雙極型三極管由于基極電流較大，會影響測量精度，優(yōu)選地，在位置C處插入采樣電阻時調(diào)整管應(yīng)為M0S管，。
[0027]如圖2和3所示，常規(guī)電流測量方式將電流采樣電阻插入位置B或位置C處，通過對采樣電阻R1兩端的VF1和VF2的電壓根據(jù)歐姆定理即可計算出實(shí)際通過電阻上的電流，計算出實(shí)際電流。如圖4和5對電路進(jìn)行改造，在位置BSC處增加多個成比例的電阻串聯(lián)同時增加并聯(lián)限幅二極管。
[0028]當(dāng)然，實(shí)施本申請的任一技術(shù)方案必不一定需要同時達(dá)到以上的所有優(yōu)點(diǎn)。
[0029]為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0030]下面結(jié)合本申請附圖進(jìn)一步說明本申請具體實(shí)現(xiàn)。
[0031]本申請?zhí)峁┝艘环N可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路，。
[0032]參見圖2，本申請實(shí)施例1中的可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路，包括:
[0033]將輸入電壓⑴輸入至調(diào)整管(2)的源極，調(diào)整管⑵的漏極與限幅二極管VF1(8)、采樣電阻Rl(7)、限幅二極管VF2(9)依次串聯(lián)，調(diào)整管(2)的柵極連接至誤差放大器(3)的輸出端，誤差放大器(3)的同相端連接至反饋采樣電阻(5)，誤差放大器(3)的反相端連接至參考基準(zhǔn)電壓(4)，反饋采樣電阻(5) —端接地，另一端與限幅二極管VF2 (9)的另一端相連后輸出至輸出電壓(6)。圖2中調(diào)整管(2)是M0S管，也可以是雙極型三極管。
[0034]參見圖3，本申請實(shí)施例2中的可提高測量電流動態(tài)范圍的電源電路，包括:
[0035]將輸入電壓⑴輸入至限幅二極管VF1⑶的一端，限幅二極管VF1⑶的另一端串聯(lián)至采樣電阻R1 (7)，采樣電阻R1 (7)的另一端串聯(lián)至限幅二極管VF2 (9)，限幅二極管VF1 (8)的另一端連接至調(diào)整管(2)的源極，調(diào)整管(2)的源極，調(diào)整管(2)的柵極連接至誤差放大器(3)的輸出端，誤差放大器(3)的同相端連接至反饋采樣電阻(5)，誤差放大器(3)的反相端連接至參考基準(zhǔn)電壓(4)，反饋采樣電阻(5) —端接地，另一端與調(diào)整管(2)的漏極相連后輸出至輸出電壓(6)。
[0036]圖3中調(diào)整管⑵是M0S管，也可以是雙極型三極管。
[0037]在圖2和圖3所示的電路基礎(chǔ)上，如圖4和5所示，通過在位置B或位置C處增加多個成一定比例的電阻串聯(lián)，并在每個串聯(lián)電阻的兩端增加限幅二極管。當(dāng)電流較小的時候測量較大的電阻壓降，當(dāng)電路較大時測量較小的電阻壓降，同時大電阻壓降被限幅到二極管的壓降，因而不會對反饋電路造成較大影響，同時降低其功耗。
[0038]參見圖4，本申請實(shí)施例3中的可提高測量電流動態(tài)范圍的