一種電阻採樣隔離電流檢測電路的製作方法
2023-06-01 11:01:31 1
專利名稱：一種電阻採樣隔離電流檢測電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電流檢測電路，特別是關於一種用於電機控制系統中的電阻採樣隔離電流檢測電路。
背景技術：
在電機控制系統中，控制器需要及時、準確地測量繞組中的電流，以實現電流閉環控制和電流保護電路的設計，為此需要對電流信號進行檢測。電流檢測必須實時、準確可靠，並且在高壓系統中要求被測電路和控制電路的可靠隔離。通常電流檢測用霍爾電流傳感器和採樣電阻，霍爾電流傳感器價格較高，在一些低成本和小功率場合，應用採樣電阻是一個很好的選擇。採樣電阻可以直接將主電路的電流信號轉化為電壓信號送給控制電路， 簡單、方便，而且頻響好，輸出電壓直接正比於主電路流過的電流。在電機相電流檢測中，一種是在兩相繞組中分別串入兩個採樣電阻；另一種是將電阻串入低端母線中。傳統的電阻採樣電流檢測通常選用隔離功能的運算放大器或線性光耦進行隔離放大，然後送到控制器。這種方法很難應用於兩相繞組串聯採樣電阻的電流檢測，因為相繞組電壓很高，運算放大器或線性光耦要麼就是不能滿足高電壓的要求，要麼就是價格太高。國際整流器公司(IR)推出了系列高性能線性電流傳感器晶片^217x，它能夠將採樣到的電流信號轉換成一定頻率的PWM信號(脈寬調製信號)，帶有電壓高達600V的浮置輸入通道，有很強的共模信號幹擾抑制能力。如圖1所示，常用的線性電流傳感器晶片電流檢測電路，其包括半橋電路 1和線性電流傳感器電路2，線性電流傳感器電路2採集半橋電路1輸出到電機相繞組的採樣電阻Rl兩端電壓，並將採樣電阻Rl兩端的壓差變成PWM信號，由線性電流傳感器電路2 輸出給後級控制電路處理。其中，半橋電路1包括上橋電晶體Tl、下橋電晶體T2和採樣電阻R1，上橋電晶體 Tl的漏極(或集電極)與電源VBAT相連，上橋電晶體Tl的源極(或發射極)與下橋電晶體T2的漏極(或集電極)相連，下橋電晶體的源極(或發射極)與功率地相連，採樣電阻 Rl連接在上、下電晶體Tl、T2的公共端和電機相繞組之間。線性電流傳感器電路2包括線性電流傳感器晶片21、自舉電容充電電路22、穩壓電容Cl和輸出上拉電阻R2。以線性電流傳感器晶片21採用系列的頂2175線性電流傳感器晶片為例，線性電流傳感器晶片21浮動地端(引腳VS)和輸入端(引腳VIN+)分別與採樣電阻Rl兩端連接。自舉電容充電電路22由二極體D1和充電電容器C2組成，二極體Dl陽極與供電電壓連接，陰極與線性電流傳感器晶片21浮動電源端(引腳VB)連接； 充電電容器C2正端連接浮動電源端(引腳VB)，負端連接浮動地端(引腳VS)。線性電流傳感器晶片21的電壓輸入端(引腳VCC)是供電引腳，電壓通常為12 15V，與功率地接入一穩壓電容器Cl，功率地端(引腳COM)直接與功率地連接；信號輸出端(引腳P0)與輸出電壓之間接一上拉電阻R2輸出。由於上橋電晶體Tl的源極(或發射極)的電壓是浮動的，因此線性電流傳感器晶片21正常工作時，需要在上橋電晶體Tl門極(或柵極)上提供一浮動的且高於源極(或發射極)的電壓，即需要在線性電流傳感器晶片21浮動電源端(引腳VB)與浮動地端(引腳VS)之間維持一定的電壓。當下橋電晶體T2打開時，線性電流傳感器晶片21的浮動地端(引腳VS)與功率地處於相同的電位上，電壓VEE通過二極體Dl給充電電容器C2充電， 使充電電容器C2兩端的電壓與電壓VEE相同(忽略二極體Dl的正向壓降)；當下橋電晶體T2關閉的時候，線性電流傳感器晶片21的浮動地端(引腳VS)電位上升，充電電容器C2 正端電位也相應上升，二極體Dl反向截止，防止充電電容器C2中的電荷倒流。充電電容器 Cl提供了浮動電源端(引腳VB)所需的電壓，而且由於靜態電流的消耗，需要及時充電，以保證線性電流傳感器晶片21能正常工作。如果下橋電晶體T2長時間關斷，無法通過二極體Dl對充電電容器C2進行充電。 充電電容器C2中的電荷得不到補充，電壓逐漸降低，當充電電容器C2兩端的電壓低於一定值的時候，線性電流傳感器晶片21無法正常工作。當半橋電路1剛上電的時候，充電電容器C2兩端的電壓為0，而半橋電路1的公共端存在較高的初始電壓，即線性電流傳感器晶片 21浮動地端(引腳VQ的初始電位較高，甚至高於輸入電壓VEE的電壓。在這種情況下，輸入電壓VEE也無法通過二極體Dl給充電電容器C2進行充電，線性電流傳感器晶片21無法正常工作。在高壓應用場合中，為了保證用電安全，需要對功率電路與控制電路進行隔離， 但是，線性電流傳感器晶片21沒有隔離功能，因此其適用範圍較窄。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種適用工況範圍較廣的電阻採樣隔離電流檢測電路。為實現上述目的，本發明採取以下技術方案一種電阻採樣隔離電流檢測電路，它包括半橋電路和線性電流傳感器電路，所述半橋電路包括上橋電晶體、下橋電晶體和採樣電阻；所述線性電流傳感器電路包括線性電流傳感器晶片、自舉電容充電電路、穩壓電容和輸出上拉電阻，所述自舉電容充電電路由二極體和充電電容器組成，其特徵在於所述電阻採樣隔離電流檢測電路還包括一充電泵電路、一充電泵啟動電路、一光電隔離電路和信號處理電路；所述充電泵電路的輸出端分別與所述線性電流傳感器晶片的浮動電源端和浮動地端連接，用於為所述自舉電容充電電路中的充電電容器充電；所述充電泵啟動電路通過所述半橋電路中的電源為所述充電泵電路供電；所述光電隔離電路的輸入端連所述接線性電流傳感器電路輸出端，用於將所述線性電流傳感器電路輸出端與後級控制電路之間進行電信號隔離；所述光電隔離電路的輸出端連接所述信號處理電路輸入端，所述信號處理電路將信號處理後傳輸至所述後級控制電路。所述充電泵電路包括一時鐘驅動器、一充電電容器和一電荷轉送設備；所述時鐘驅動器產生方波信號，用以驅動所述充電電容器的充放電，並在所述充電電容器的正端產生高壓；所述充電電容器用於儲存需要轉送的電荷；所述電荷轉送設備將所述充電電容器中存儲的電荷單向輸送到所述自舉電容充電電路中的充電電容器中。所述時鐘驅動器包括一振蕩器、一齊納二極體、一旁路電容器和一限流電阻；所述振蕩器的供電腳連接所述線性電流傳感器晶片的浮動地端；所述齊納二極體連接在所述振蕩器的供電腳和接地引腳之間，以限制供電腳和接地引腳之間的電壓；所述旁路電容器與所述齊納二極體並聯，用於維持所述振蕩器輸入電壓的穩定；所述限流電阻連接在所述振蕩器的接地引腳與所述半橋電路的功率地之間，用於限制所述充電泵電路的充電電流。所述電荷轉送設備包括兩個二極體，第一個所述二極體的陽極與所述振蕩器的供電腳相連，陰極與第二個所述二極體的陽極相連；第二個所述二極體的陰極連接所述線性電流傳感器晶片的浮動電源端；所述充電泵電路中的充電電容器一端連接在第一個所述二極體和第二個所述二極體的公共端，另一端連接在所述振蕩器的信號輸出引腳。所述充電泵啟動電路包括限流電阻和二極體，所述二極體的陰極連接所述線性電流傳感晶片的浮動地端，所述限流電阻連接所述半橋電路的電源與所述二極體的陽極之間，所述限流電阻限制充電電流，所述二極體防止電荷倒流。所述光電隔離電路包括光電隔離器和輸出上拉電阻，所述光電隔離器的正端輸入連接所述線性電流傳感器晶片的輸出端，所述光電隔離器的負端輸入與功率地相連，所述光電隔離器的輸出端與控制電源之間連接所述輸出上拉電阻。所述信號處理電路採用兩級低通濾波電路或施密特觸發器；其中，所述兩級低通濾波電路包括兩個濾波電阻和兩個濾波電容，所述光電隔離器輸出的信號經第一個所述濾波電阻和第一個所述濾波電容進行第一級低通濾波，濾波輸出的信號再第二個所述經濾波電阻和第二個所述濾波電容進行第二級低通濾波後輸出；所述施密特觸發器的輸入端連接所述光電隔離電路的輸出端，所述施密特觸發器的輸出端與輸入端的電平反相，實現對其輸入端的信號進行整形後輸出。本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本發明由於採用在線性電流傳感器晶片浮動電源端和浮動地端同時連接一充電泵電路，而且充電泵電路的地與半橋電路的功率地相連，在自舉電容充電電路無法對自舉電容充電電路中充電電容器進行充電時，充電泵電路能夠維持充電電容器兩端的電壓，從而能夠為線性電流傳感器晶片提供正常工作需要的浮動電壓，保證正常工作，因此適用工況範圍較為廣泛。2、本發明由於在半橋電路的電源端連接一充電泵啟動電路，將充電泵啟動電路連接線性電流傳感器晶片輸入端。當線性電流傳感器晶片輸入端電壓較低時，充電泵電路沒有足夠的電荷維持線性電流傳感器電路中充電電容器兩端的電壓，充電泵啟動電路能夠利用半橋電路中的電源給充電泵電路一個比較高的電壓，充電泵電路利用這個電壓即可維持線性電流傳感器電路中充電電容器兩端的電壓，從而為線性電流傳感器晶片正常工作提供了保證，因此增大了其應用的工況。3、本發明由於採用在線性電流傳感器電路輸出端連接光電隔離電路，光電隔離電路將線性電流傳感器的輸出端與後級控制電路隔離，可應用到高壓場合，因此進一步增大了其應用的工況。4、本發明不僅提高了線性電流傳感器晶片電路的可靠性以及對各種工況的適應性，而且成本增加很小。本發明適用於電力電子技術領域中各種半橋電路電流的檢測。
圖1是現有技術中線性電流傳感器晶片採用型號為頂2175的電流檢測電路結構示意圖；圖2是本發明的整體電路連接示意圖；圖3是本發明的光電隔離器與施密特觸發器電路連接示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。如圖2所示，本發明包括與現有技術中電流檢測電路相同的半橋電路1和線性電流傳感器電路2，其結構和功能均與現有技術中的電流檢測電路相同，半橋電路1包括上橋電晶體Tl、下橋電晶體T2和採樣電阻Rl ；線性電流傳感器電路2包括線性電流傳感器晶片 21、自舉電容充電電路22、穩壓電容Cl和輸出上拉電阻R2，其中自舉電容充電電路22由二極體D1和充電電容器C2組成。本發明的特徵在於還包括一充電泵電路3、一充電泵啟動電路4、一光電隔離電路5和信號處理電路6。本發明仍以線性電流傳感器晶片21採用系列的頂2175線性電流傳感器晶片為例，充電泵電路3的輸出端分別與線性電流傳感器晶片21的浮動電源端(引腳VB) 和浮動地端(引腳VQ連接，用於為自舉電容充電電路22中的充電電容器C2充電，S卩在自舉電容充電電路22無法工作的情況下，即在自舉電容充電電路22不能夠為線性電流傳感器晶片21提供正常工作的浮動電壓時，充電泵電路3可以對自舉電容充電電路22中的充電電容器C2進行充電，維持充電電容器C2兩端的電壓，從而保證線性電流傳感器晶片電路2的正常工作。充電泵啟動電路4通過半橋電路1中的電源VBAT為充電泵電路3供電， 在充電泵供電電壓較低的情況下提供一定的電壓，保證充電泵電路3提供給充電電容器C2 的電壓滿足要求。光電隔離電路5的輸入端連接線性電流傳感器電路2輸出端，用於將線性電流傳感器電路2輸出端與後級控制電路之間進行電信號隔離，這樣可以使本發明的電阻採樣隔離電流檢測電路應用在高壓場合中。光電隔離電路5的輸出端連接信號處理電路 6輸入端，信號處理電路6將信號處理後傳輸至後級控制電路。上述實施例中，充電泵電路3在線性電流傳感器電路2的輸入電壓VEE無法通過二極體Dl給充電電容器C2充電時，用於將自舉電容充電電路22中充電電容器C2的負端電壓升高後輸送到充電電容器C2中，從而維持充電電容器C2兩端的電壓，保證線性電流傳感器晶片21工作正常。充電泵電路3包括一時鐘驅動器31、一充電電容器C3和一電荷轉送設備32。時鐘驅動器31產生一定頻率的方波信號，用以驅動充電電容器C3的充放電，並利用充電電容器C3兩端電壓不能突變的特性在充電電容器C3的正端產生高壓。充電電容器C3用於儲存需要轉送的電荷。電荷轉送設備32將充電電容器C3中存儲的電荷單向輸送到充電電容器C2中，防止電荷倒流。時鐘驅動器31包括一振蕩器311、一齊納二極體D2、一旁路電容器C4和一限流電阻R3。振蕩器311的供電腳VCC連接線性電流傳感器晶片22的浮動地端(弓丨腳VS)。齊納二極體D2連接在振蕩器311的供電腳VCC和接地引腳GND之間，以限制供電腳VCC和接地引腳GND之間的電壓，齊納二極體D2的電壓限值VD2 —般比線性電流傳感器晶片21的供電電壓VEE稍高。旁路電容器C4與齊納二極體D2並聯，用於維持振蕩器311輸入電壓的穩定。限流電阻R3連接在振蕩器311的接地引腳GND與半橋電路1的功率地GND之間， 用於限制充電泵電路3的充電電流。電荷轉送設備32包括兩個二極體D3、D4，二極體D3的陽極與振蕩器311的供電腳VCC相連，陰極與二極體D4的陽極相連。二極體D4的陰極連接線性電流傳感器晶片21 的浮動電源端(引腳VB)。充電電容器C3 —端連接在二極體D3和二極體D4的公共端，另一端連接在振蕩器311的信號輸出引腳CLK。充電泵電路3的工作原理是供電腳VCC的電壓與線性電流傳感器晶片21浮動地端(引腳VS)相同，當浮動地端(引腳VS)電壓足夠高的時候，接地引腳GND的電壓等於供電腳VCC減去齊納二極體D2的限壓值VD2。振蕩器311在振蕩電路的作用下產生一定頻率的方波信號，該方波信號的電壓是相對于振蕩器311的接地引腳GND的，即當輸出信號為邏輯「0」的時候，信號輸出引腳CLK信號電壓與接地引腳GND相同，此時，二極體D4反向截止，電流從電容器C4經過二極體D3對充電電容器C3進行充電，使充電電容器C3兩端的電壓與齊納二極體D2的限壓值VD2相同(忽略二極體D3的正向壓降)。當輸出信號邏輯為 「1」的時候，信號輸出引腳CLK的信號電壓與引腳VCC相同，電容器C3的正端電壓等於供電腳VCC加上齊納二極體D2的限壓值VD2，而供電腳VCC與線性電流傳感器晶片21的浮動地端(弓丨腳VS)的電壓相同，此時二極體D3反向截止，充電電容器C3通過二極體D4對充電電容器C2進行充電，充電電壓為VD2(忽略二極體D4的正向壓降)。限流電阻R3限制流經齊納二極體D2的電流，也為振蕩器311提供了浮動的地，這是由于振蕩器311的地與半橋電路1的功率地之間是有電勢差的，限流電阻R3的左側為振蕩器311的地，右側為半橋電路1的功率地，限流電阻R3相當於是把兩個地隔離開來。當半橋電路1中的上橋電晶體Tl和下橋電晶體T2交替開通的時候，振蕩器311的地是浮動的。同時，限流電阻R3也制約著充電泵電路3的充電能力，選用較小的限流電阻可以提高充電泵電路3的充電能力， 但也增加了功率損耗，實際應用中應根據需要選擇合適阻值的限流電阻。當線性電流傳感器晶片21浮動地端(引腳VS)有一定的電壓，但並不是很高，比如介於0和線性電流傳感器晶片21的供電電壓VEE之間時，齊納二極體D2並沒有發生雪崩，振蕩器311的供電腳VCC與接地引腳GND之間的電壓低於供電電壓VEE。在這種情況下，充電泵電路3並不能提供足夠的充電電壓，線性電流傳感器電路2仍然無法正常工作。上述各實施例中，充電泵啟動電路4用於線性電流傳感器電路2浮動電源端(引腳VB)在無法通過二極體Dl和充電泵電路3給充電電容器C2充電時，利用電源VBAT為充電泵電路3提供足夠的充電電壓。同時，充電泵啟動電路4需要限制對充電泵電路3的充電電流，並防止電荷倒流。充電泵啟動電路4包括限流電阻R4和二極體D5，二極體D5的陰極連接線性電流傳感晶片21的浮動地端(引腳VS)，限流電阻R4連接半橋電路1的電源 VBAT與二極體D5的陽極之間。限流電阻R4限制充電電流，並且防止下橋電晶體T2導通， 線性電流傳感器晶片21浮動地端(引腳VS)與功率地相連時，與電源VBAT出現短路。二極體D5保證電荷的單向傳送，防止電荷倒流。充電泵啟動電路4的工作原理是當自舉電容充電電路22無法工作且當線性電流傳感器晶片21浮動地端(引腳VS)電壓較低的情況下，通過充電泵電路3也無法提供足夠的充電電壓，此時可以通過充電泵啟動電路4直接用電源VBAT為浮動地端(引腳VS)提供電壓，充電泵電路正常工作，從而使線性電流傳感器晶片正常工作。限流電阻R4對充電電流進行限制，防止下橋電晶體T2開通時出現短路。二極體D5可以防止浮動地端(引腳VS) 電荷倒流。電阻R4限制了充電泵啟動電路4的充電能力，較小的限流電阻可以提高該充電能力，但也增大了電流功耗，實際應用中應根據需要選擇合適的限流電阻。上述各實施例中，由於在高壓應用場合中，需要將功率電路與控制電路進行隔離， 本發明採用光電隔離電路5將輸入和輸出兩端的電信號進行隔離。光電隔離電路5包括光電隔離器51和輸出上拉電阻R5，光電隔離器51的正端輸入(引腳+)連接線性電流傳感器晶片21的輸出端(引腳P0)，負端輸入(引腳_)與功率地相連，輸出端(引腳V0)與控制電源VDD之間連接輸出上拉電阻R5。光電隔離電路5的工作原理是當線性電流傳感器電路2輸出端(引腳P0)輸出高電平時，光電隔離器51內部的發光二極體將會點亮，內部反向偏置的光敏二極體導通， 光電隔離器51輸出端(引腳V0)輸出低電平，即與光電隔離器51的地端(弓丨腳GND)相同；反之，光電隔離器51輸出端(弓丨腳V0)輸出高電平，即與光電隔離器51的電源端(引腳VCC)相同。將輸入端和輸出端的供電電平隔離，則兩端信號即實現了隔離。上述各實施例中，光電隔離電路5的輸出信號可以接幾種不同的信號處理電路6， 即信號處理電路6可以採用幾種不同電路，例如信號處理電路6可以採用兩級低通濾波電路(如圖2所示)或採用施密特觸發器(如圖3所示)。當信號處理電路6採用兩級低通濾波電路時，其將光電隔離電路5的輸出信號轉換成模擬量後，傳輸給單片機的模擬數字轉換引腳；當信號處理電路6採用施密特觸發器時，光電隔離電路5的輸出信號經施密特觸發器傳輸給單片機的輸入捕捉引腳和外部中斷引腳，進而測量PWM信號的佔空比。信號處理電路6採用兩級低通濾波電路時，兩級低通濾波電路包括兩個濾波電阻 R6、R7和兩個濾波電容C5、C6。光電隔離器51輸出的信號經濾波電阻R6和濾波電容C5進行第一級低通濾波，濾波輸出的信號再經濾波電阻R7和濾波電容C6進行第二級低通濾波後輸出。信號處理電路6採用施密特觸發器時，施密特觸發器的輸入端(引腳A)連接光電隔離電路5的輸出端(引腳V0)，施密特觸發器的輸出端(引腳Y)與輸入端(引腳A)的電平反相，可以實現對其輸入端(引腳A)的信號進行整形後輸出。上述各實施例僅用於說明本發明，各部件的結構和連接方式都是可以有所變化的，在本發明技術方案的基礎上，凡根據本發明原理對個別部件的連接和結構進行的改進和等同變換，均不應排除在本發明的保護範圍之外。
權利要求
1.一種電阻採樣隔離電流檢測電路，它包括半橋電路和線性電流傳感器電路，所述半橋電路包括上橋電晶體、下橋電晶體和採樣電阻；所述線性電流傳感器電路包括線性電流傳感器晶片、自舉電容充電電路、穩壓電容和輸出上拉電阻，所述自舉電容充電電路由二極體和充電電容器組成，其特徵在於所述電阻採樣隔離電流檢測電路還包括一充電泵電路、 一充電泵啟動電路、一光電隔離電路和信號處理電路；所述充電泵電路的輸出端分別與所述線性電流傳感器晶片的浮動電源端和浮動地端連接，用於為所述自舉電容充電電路中的充電電容器充電；所述充電泵啟動電路通過所述半橋電路中的電源為所述充電泵電路供電；所述光電隔離電路的輸入端連所述接線性電流傳感器電路輸出端，用於將所述線性電流傳感器電路輸出端與後級控制電路之間進行電信號隔離；所述光電隔離電路的輸出端連接所述信號處理電路輸入端，所述信號處理電路將信號處理後傳輸至所述後級控制電路。
2.如權利要求1所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述充電泵電路包括一時鐘驅動器、一充電電容器和一電荷轉送設備；所述時鐘驅動器產生方波信號，用以驅動所述充電電容器的充放電，並在所述充電電容器的正端產生高壓；所述充電電容器用於儲存需要轉送的電荷；所述電荷轉送設備將所述充電電容器中存儲的電荷單向輸送到所述自舉電容充電電路中的充電電容器中。
3.如權利要求2所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述時鐘驅動器包括一振蕩器、一齊納二極體、一旁路電容器和一限流電阻；所述振蕩器的供電腳連接所述線性電流傳感器晶片的浮動地端；所述齊納二極體連接在所述振蕩器的供電腳和接地引腳之間，以限制供電腳和接地引腳之間的電壓；所述旁路電容器與所述齊納二極體並聯，用於維持所述振蕩器輸入電壓的穩定；所述限流電阻連接在所述振蕩器的接地引腳與所述半橋電路的功率地之間，用於限制所述充電泵電路的充電電流。
4.如權利要求2所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述電荷轉送設備包括兩個二極體，第一個所述二極體的陽極與所述振蕩器的供電腳相連，陰極與第二個所述二極體的陽極相連；第二個所述二極體的陰極連接所述線性電流傳感器晶片的浮動電源端；所述充電泵電路中的充電電容器一端連接在第一個所述二極體和第二個所述二極體的公共端，另一端連接在所述振蕩器的信號輸出引腳。
5.如權利要求3所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述電荷轉送設備包括兩個二極體，第一個所述二極體的陽極與所述振蕩器的供電腳相連，陰極與第二個所述二極體的陽極相連；第二個所述二極體的陰極連接所述線性電流傳感器晶片的浮動電源端；所述充電泵電路中的充電電容器一端連接在第一個所述二極體和第二個所述二極體的公共端，另一端連接在所述振蕩器的信號輸出引腳。
6.如權利要求1或2或3或4或5所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述充電泵啟動電路包括限流電阻和二極體，所述二極體的陰極連接所述線性電流傳感晶片的浮動地端，所述限流電阻連接所述半橋電路的電源與所述二極體的陽極之間，所述限流電阻限制充電電流，所述二極體防止電荷倒流。
7.如權利要求1或2或3或4或5所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述光電隔離電路包括光電隔離器和輸出上拉電阻，所述光電隔離器的正端輸入連接所述線性電流傳感器晶片的輸出端，所述光電隔離器的負端輸入與功率地相連，所述光電隔離器的輸出端與控制電源之間連接所述輸出上拉電阻。
8.如權利要求6所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述光電隔離電路包括光電隔離器和輸出上拉電阻，所述光電隔離器的正端輸入連接所述線性電流傳感器晶片的輸出端，所述光電隔離器的負端輸入與功率地相連，所述光電隔離器的輸出端與控制電源之間連接所述輸出上拉電阻。
9.如權利要求1或2或3或4或5或8所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述信號處理電路採用兩級低通濾波電路或施密特觸發器；其中，所述兩級低通濾波電路包括兩個濾波電阻和兩個濾波電容，所述光電隔離器輸出的信號經第一個所述濾波電阻和第一個所述濾波電容進行第一級低通濾波，濾波輸出的信號再第二個所述經濾波電阻和第二個所述濾波電容進行第二級低通濾波後輸出；所述施密特觸發器的輸入端連接所述光電隔離電路的輸出端，所述施密特觸發器的輸出端與輸入端的電平反相，實現對其輸入端的信號進行整形後輸出。
10.如權利要求6所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述信號處理電路採用兩級低通濾波電路或施密特觸發器；其中，所述兩級低通濾波電路包括兩個濾波電阻和兩個濾波電容，所述光電隔離器輸出的信號經第一個所述濾波電阻和第一個所述濾波電容進行第一級低通濾波，濾波輸出的信號再第二個所述經濾波電阻和第二個所述濾波電容進行第二級低通濾波後輸出；所述施密特觸發器的輸入端連接所述光電隔離電路的輸出端，所述施密特觸發器的輸出端與輸入端的電平反相，實現對其輸入端的信號進行整形後輸出。
11.如權利要求7所述的一種電阻採樣隔離電流檢測電路，其特徵在於所述信號處理電路採用兩級低通濾波電路或施密特觸發器；其中，所述兩級低通濾波電路包括兩個濾波電阻和兩個濾波電容，所述光電隔離器輸出的信號經第一個所述濾波電阻和第一個所述濾波電容進行第一級低通濾波，濾波輸出的信號再第二個所述經濾波電阻和第二個所述濾波電容進行第二級低通濾波後輸出；所述施密特觸發器的輸入端連接所述光電隔離電路的輸出端，所述施密特觸發器的輸出端與輸入端的電平反相，實現對其輸入端的信號進行整形後輸出。
全文摘要
本發明涉及一種電阻採樣隔離電流檢測電路，它包括半橋電路和線性電流傳感器電路，半橋電路包括上橋電晶體、下橋電晶體和採樣電阻；線性電流傳感器電路包括線性電流傳感器晶片、自舉電容充電電路、穩壓電容和輸出上拉電阻，自舉電容充電電路由二極體和充電電容器組成，本發明還包括充電泵電路、充電泵啟動電路、光電隔離電路和信號處理電路；充電泵電路的輸出端分別與線性電流傳感器晶片的浮動電源端和浮動地端連接；充電泵啟動電路通過半橋電路中的電源為充電泵電路供電；光電隔離電路的輸入端連接線性電流傳感器電路輸出端；光電隔離電路的輸出端連接信號處理電路輸入端，信號處理電路將信號處理後傳輸至後級控制電路。本發明適用於電力電子技術領域中各種半橋電路電流的檢測。
文檔編號G01R15/22GK102353825SQ20111014873
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者盧東斌, 李建秋, 歐陽明高, 谷靖 申請人:清華大學