CN102539889A - 多路高压小电流检测电路 - Google Patents

多路高压小电流检测电路 Download PDF

Info

Publication number
CN102539889A
CN102539889A CN201210016149XA CN201210016149A CN102539889A CN 102539889 A CN102539889 A CN 102539889A CN 201210016149X A CN201210016149X A CN 201210016149XA CN 201210016149 A CN201210016149 A CN 201210016149A CN 102539889 A CN102539889 A CN 102539889A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
current
testing circuit
small current
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210016149XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102539889B (zh
Inventor
林儿
李建明
张世桐
沈桥荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUIZHOU SANHUA INDUSTRIAL Ltd
Original Assignee
HUIZHOU SANHUA INDUSTRIAL Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HUIZHOU SANHUA INDUSTRIAL Ltd filed Critical HUIZHOU SANHUA INDUSTRIAL Ltd
Priority to CN201210016149.XA priority Critical patent/CN102539889B/zh
Publication of CN102539889A publication Critical patent/CN102539889A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102539889B publication Critical patent/CN102539889B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明提供的多路高压小电流检测电路，改变传统从高压端电流取样的方法，将每路的高压电流从低压端进行电流取样，由于从低压端取样，共模电压大大减少，从而提高了差模电流检测精度，实现uA级甚至更低的电流检测。除此之外，本发明采用运算放大器通过运算方法从混叠的电流中检测出所需电流分量，因而可以在混叠有它负载电流的低压端准确检测高压电源的高压输出端的输出电流，解决了在采用常规差分电流检测方法时，对电路元件极端的难以达到的精度要求问题。

Description

多路高压小电流检测电路
技术领域
本发明涉及检测电路领域，尤其涉及一种多路高压小电流检测电路。
背景技术
现有技术中，在进行多路高压电流检测时，由于多路高压输出共地，所以很难直接在低端进行电流检测，现有的产品通常从高压输出端直接串联电阻进行电流取样，再经过运放将电阻的取样电压放大，得到实际的检测输出电压。如图1所示，为现有技术多路高压小电流检测电路。由于各路检测电路都一样，图示中选择一路高压小电流检测电路进行说明，该电路元件及连接关系如图所示，文字部分不再描述。
图1中电路存在以下问题，导致对微小电流的检测不够精确：
第一，共模电压太高，如可达数千伏以上，差模电压太低，如10uA的电流流过100K的电阻Ra，电压只有1V，Ra太大则会导致高压损失大，由于运放的共模抑制比是有限的，如LM358只有70dB左右，使得运放的输出与实际检测到的电流存在较大差别；
第二，电路要求分压电阻的对称性极高，如要求R1＝R3，R4＝(R2+VR1)，如果稍有偏差，则导致相同的检测电流，有不同的输出电压。表现在实际生产时，如不同台次的电源，由于电阻不对称的原因，相同的检测电流，输出电压Vo差别很大，超过规格范围的要求；
第三，特别严重的是，如果输出高压Vtx发生变化，相同检测电流，检测的输出电压Vo也会发生变化，所以对于要求高压输出可调的应用，此检测电路根本无法满足要求。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种新的电路设计方案，使得检测输出电压随被检测电流的变化而线性变化，并且检测电流可达uA级甚至更低，受输出高压的大小影响极小，实用度高。
为了达到上述发明目的，本发明提供了一种多路高压小电流检测电路，所述电路包括至少两路高压小电流检测电路，所述高压小电流检测电路包括高压发生器、高压输出端、主负载、其它负载、偏置电压源、用于检测总电流的第一取样电阻、用于检测其它负载电流的第二取样电阻、检测所述第一取样电阻两端电压的第一检测电路、检测所述第二取样电阻两端电压的第二检测电路以及运算放大器，其中所述高压发生器的高压端连接两个支路，第一支路接高压输出端，高压输出端通过主负载接地，第二支路接所述其它负载，其它负载的另一端串联第二取样电阻后接地，高压发生器的低压端依次串联第一取样电阻和偏置电压源后接地，所述运算放大器的第一输入端接第一检测电路的输出端，所述运算放大器的第二输入端接第二检测电路输出端，运算放大器的输出端为检测结果输出。
具体地，所述第一检测电路、第二检测电路分别为运算放大电路。
具体地，所述至少两路高压小电流检测电路共用一个高压发生器和一个偏置电压源。
具体地，所述偏置电压源可为正电压，零电压或负电压。
具体地，所述第一取样电阻、第二取样电阻均包括一个或多个电阻。
具体地，所述运算放大器为加法器或减法器，具体取决于两取样电阻所在电路的参考方向是否一致，若一致时采用减法器，不一致时采用加法器。
具体地，所述其它负载包括输出高压闭环控制的采样电路等。
本发明的有益效果如下：
本发明方案将改变传统从高压端电流取样的方法，每路的高压电流从低压端进行电流取样，由于从低压端取样，共模电压大大减少，从而提高了差模电流检测精度，实现uA级甚至更低的电流检测。除此之外，本发明采用运算放大器通过运算方法从混叠的电流中检测出所需电流分量，因而可以在混叠有其它负载电流的低压端准确检测高压电源的高压输出端的输出电流，解决了采用常规差分电流检测方法时，对电路元件极端的难以达到的精度要求问题。
附图说明
图1是本发明现有技术多路高压小电流检测电路图；
图2是本发明实施例多路高压小电流检测电路原理图；
图3是本发明实施例多路高压小电流检测电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明方案将改变传统从高压端电流取样的方法，每路的高压电流从低压端进行电流取样，由于从低压端取样，共模电压大大减少，从而提高了差模电流检测精度，实现uA级甚至更低的电流检测。除此之外，本发明采用运算放大器通过运算方法从混叠的电流中检测出所需电流分量，因而可以在混叠有其它负载电流的低压端准确检测高压电源的高压输出端的输出电流，解决了采用常规差分电流检测方法时，对电路元件极端的难以达到的精度要求问题。
实施例1
参见图2，是本发明实施例多路高压小电流检测电路原理图，所述检测电路包括至少两路高压小电流检测电路，由于每路高压小电流检测电路原理图基本相同，图中只画出其中一路的高压小电流检测电路原理图。
如图所示，所述高压小电流检测电路包括高压发生器、高压输出端、主负载(RL)、其它负载、偏置电压源、用于检测总电流(IL+IA)的第一取样电阻(Rs1)、用于检测其它负载电流(IA)的第二取样电阻(Rs2)、检测所述第一取样电阻(Rs1)、两端电压的第一检测电路、检测所述第二取样电阻(Rs2)两端电压的第二检测电路以及运算放大器，其中所述高压发生器的高压端连接两个支路，第一支路接高压输出端，高压输出端通过主负载(RL)接地，第二支路接所述其它负载，其它负载的另一端串联第二取样电阻(Rs2)后接地，高压发生器的低压端依次串联第一取样电阻(Rs1)和偏置电压源后接地，所述运算放大器的第一输入端接第一检测电路的输出端，所述运算放大器的第二输入端接第二检测电路输出端，运算放大器的输出端为检测结果输出。
具体地，所述第一检测电路、第二检测电路分别为运算放大电路。具体地，所述至少两路高压小电流检测电路共用一个高压发生器和一个偏置电压源，共用偏置电压源不会影响电流检测输出电压值。具体地，所述偏置电压源可为正电压，零电压或负电压。具体地，所述第一取样电阻、第二取样电阻均包括一个或多个电阻。
图2中高压小电流检测电路的工作原理如下：
本电路采用从偏置电压源与高压发生器低压端的支路中，用电阻Rs1检测主负载电流IL的方法，不同于高压端直接电流检测，即只有IL通过检测电路，由于在实际电路中，并非只有IL流过电阻Rs1，还有一些其它负载的电流，例如流过用于稳定输出高压的反馈电阻的电流等，这部分多余的电流会使检测输出电压有较大误差，特别是对uA级或更低的电流检测时，表现尤为突出，为克服这部分多余电流的影响，本发明的设计思想是采用双电流或多电流检测电路，以下以双电流检测电路为例进行说明：
一路检测通过Rs1的所有电流，也即总电流，其中含主负载电流IL及其它负载电流IA，需要说明的是，其它负载电流IA可能包含一个或多个分量，即IA＝IA1+IA2+…，得到的检测电压为V1；另一路单独检测除IL这部分电流之外的多余电流IA，取得的检测电压值为V2；然后再用一级减法电路或加法电路，取得两者的差值：
ΔV＝V1-V2，完全去掉多余电流的影响，此ΔV就是完全反映真实检测电流IL的电压值，再将ΔV放大，得到完全正比于真实检测主负载电流IL的输出电压值Vo。
本发明改变传统从高压端电流取样的方法，将每路的高压电流IL从低压端用电阻Rs1取样。由于从低压端取样，共模电压大大减少，从而提高了差模电流检测精度，实现uA级甚至更低的电流检测；此处偏置电压源，可以是电压较低的正电压，或者是零电压即接地，也可以是负电压；本发明采用运算放大器通过运算方法从混叠的电流中检测出所需电流分量，因而可以在混叠有其它负载电流的低端准确检测高压电源的高端输出端的输出电流，解决了采用常规差分电流检测方法时，对电路元件极端的难以达到的精度要求问题。
实施例2
参见图3，是本发明实施例多路高压小电流检测电路图。由于每路高压小电流检测电路图基本相同，图中只画出其中一路的高压小电流检测电路图。图中各元件及连接关系如图所示，此处不再详述。
图中高压小电流检测电路，采用低压端电流检测的方法，此处的偏置电压源是一个-1200V的电压偏置电路，可供两路或多路检测电路使用，电路可实现电流检测输出电压Vo与被检测的主负载电流IL的线性关系式：Vo＝0.1 X IL+2.5(单位：Vo-伏，IL-uA)，并且检测输出电压几乎不受输出高压值的影响，在-750V～+3000V的范围内保持Vo＝0.1 X IL+2.5不变。
以下对电路图“K-TRANSFER”的原理进行说明：
电流IL1是实际要检测的主负载电流即有用电流，电流IA1是其它负载电流即无用电流，(IL1+IA1)这两个电流通过电阻R118(5.1MF 1/2W)进行电压采样，再送入运放U100C(LM358)后，得到与电流(IL1+IA1)相关的输出电压V11；同时，电流IA1通过电阻R122(11KF 0805)进行电压采样，得到与电流相关的输出电压V12；
V11与V12被送入由U100B(LM358)与周边元件组成的反相加法器，也就是减法器，以及放大电路中，两数值相减后被放大，得到仅与主负载电流IL1相关的输出电压Vo，并且Vo＝0.1 X IL+2.5。
图中R119取值与R118相等(5.1MF 1/2W)，加入R119是为了消除-1200V偏置电压所产生电流的影响。因为运放的两个输入端电平约为2.5V，所以-1200V偏置电压必然会在运放的输入串联电阻R108和R109中产生电流；而由-1200V偏压所导致的流经R108的电流必然流经取样电阻R118，并在R118上产生电压降，从而影响电流检测结果；加入R119后，会在差分放大器的另一输入回路中产生相同的电压降，抵消上述R118上的压降，从而消除-1200V偏置电压导致的另一个“其它电流”对检测结果的影响。综述：本方案输出高压可调的小电流检测电路，在共用-1200V低压端电源的情况下，实现了各路负载电流的独立检测，而且不受输出高压值的影响，在-750V～+3000V的范围内取得一致的电流检测输出电压。
本发明方案将每路的高压电流从低压端进行电流取样，改变传统从高压端电流取样的方法。由于从低压端取样，共模电压大大减少，从而提高了差模电流检测精度，实现uA级甚至更低的电流检测。除此之外，本发明采用运算放大器通过运算方法从混叠的电流中检测出所需电流分量，因而可以在混叠有其它负载电流的低压端准确检测高压电源的高压输出端的输出电流，解决了采用常规差分电流检测方法时，对电路元件极端的难以达到的精度要求问题。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种多路高压小电流检测电路，其特征在于，所述电路包括至少两路高压小电流检测电路，所述高压小电流检测电路包括高压发生器、高压输出端、主负载、其它负载、偏置电压源、用于检测总电流的第一取样电阻、用于检测其它负载电流的第二取样电阻、检测所述第一取样电阻两端电压的第一检测电路、检测所述第二取样电阻两端电压的第二检测电路以及运算放大器，其中所述高压发生器的高压端连接两个支路，第一支路接高压输出端，高压输出端通过主负载接地，第二支路接所述其它负载，其它负载的另一端串联第二取样电阻后接地，高压发生器的低压端依次串联第一取样电阻和偏置电压源后接地，所述运算放大器的第一输入端接第一检测电路的输出端，所述运算放大器的第二输入端接第二检测电路输出端，运算放大器的输出端为检测结果输出。
2.根据权利要求1所述的多路高压小电流检测电路，其特征在于，所述第一检测电路、第二检测电路分别为运算放大电路。
3.根据权利要求1所述的多路高压小电流检测电路，其特征在于，所述至少两路高压小电流检测电路共用一个高压发生器和一个偏置电压源。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的多路高压小电流检测电路，其特征在于，所述偏置电压源为正电压，零电压或负电压。
5.根据权利要求1所述的多路高压小电流检测电路，其特征在于，所述第一取样电阻、第二取样电阻均包括一个或多个电阻。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述运算放大器为加法器或减法器。
CN201210016149.XA 2012-01-17 2012-01-17 多路高压小电流检测电路 Active CN102539889B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210016149.XA CN102539889B (zh) 2012-01-17 2012-01-17 多路高压小电流检测电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210016149.XA CN102539889B (zh) 2012-01-17 2012-01-17 多路高压小电流检测电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102539889A true CN102539889A (zh) 2012-07-04
CN102539889B CN102539889B (zh) 2014-05-28

Family

ID=46347274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210016149.XA Active CN102539889B (zh) 2012-01-17 2012-01-17 多路高压小电流检测电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102539889B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105403808A (zh) * 2015-11-12 2016-03-16 张烨 一种直流线路接地故障点的定位方法及装置
CN107942132A (zh) * 2017-11-23 2018-04-20 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局 一种保护压板电位便捷测量装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001345686A (ja) * 2000-06-05 2001-12-14 Nissan Motor Co Ltd 電流検出回路
US20030025514A1 (en) * 2001-07-26 2003-02-06 Benes Michael J. Multiple range current measurement system with low power dissipation, fast settling time, and low common mode voltage error
CN101359003A (zh) * 2007-08-02 2009-02-04 中兴通讯股份有限公司 检测电路及检测方法
CN101871962A (zh) * 2010-05-27 2010-10-27 上海北京大学微电子研究院 电流检测方法及电路
CN102243261A (zh) * 2011-03-30 2011-11-16 上海北京大学微电子研究院 电流检测电路
CN202057719U (zh) * 2011-03-29 2011-11-30 上海安泊易电子科技有限公司 一种高边电流检测系统
CN202393815U (zh) * 2012-01-17 2012-08-22 惠州三华工业有限公司 多路高压小电流检测电路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001345686A (ja) * 2000-06-05 2001-12-14 Nissan Motor Co Ltd 電流検出回路
US20030025514A1 (en) * 2001-07-26 2003-02-06 Benes Michael J. Multiple range current measurement system with low power dissipation, fast settling time, and low common mode voltage error
CN101359003A (zh) * 2007-08-02 2009-02-04 中兴通讯股份有限公司 检测电路及检测方法
CN101871962A (zh) * 2010-05-27 2010-10-27 上海北京大学微电子研究院 电流检测方法及电路
CN202057719U (zh) * 2011-03-29 2011-11-30 上海安泊易电子科技有限公司 一种高边电流检测系统
CN102243261A (zh) * 2011-03-30 2011-11-16 上海北京大学微电子研究院 电流检测电路
CN202393815U (zh) * 2012-01-17 2012-08-22 惠州三华工业有限公司 多路高压小电流检测电路

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于海洋等: "微电流测量方法评述", 《华北电力技术》 *
何荣云: "测试系统中动态电流的检测原理和实现方法", 《集成电路通讯》 *
赵胜强等: "一种用于产品检测的微电流测试方法", 《自动化仪表》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105403808A (zh) * 2015-11-12 2016-03-16 张烨 一种直流线路接地故障点的定位方法及装置
CN105403808B (zh) * 2015-11-12 2019-06-11 张烨 一种直流线路接地故障点的定位方法及装置
CN107942132A (zh) * 2017-11-23 2018-04-20 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局 一种保护压板电位便捷测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102539889B (zh) 2014-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204101635U (zh) 一种微电阻测量仪和电子产品生产装置
CN202393815U (zh) 多路高压小电流检测电路
CN203414570U (zh) 零漂移运算放大器测试电路
CN104007400A (zh) 磁性传感器装置
CN102539889B (zh) 多路高压小电流检测电路
CN202018615U (zh) 新型多路精密直流恒流源
CN200941600Y (zh) 一种前置差分放大器
CN203759094U (zh) 一种变频调速器的直流母线电压检测电路
CN207281217U (zh) 一种兼容电流和温度检测的采样放大电路
CN205665382U (zh) 一种差模信号放大提取电路
CN109239514B (zh) 一种液位计传感器短路、开路检测电路
CN104330446A (zh) 高精度便携式电化学检测前端
CN104218906B (zh) 毫微伏特放大器设计
CN116466123A (zh) 一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路及方法
CN105865507A (zh) 传感器测试系统
CN202648823U (zh) 一种单恒流源多通道热电阻测量系统
CN202041868U (zh) 具有精密基准源的直流恒流源电路
CN107219392B (zh) 一种实时电流信号数据处理系统
CN108051641A (zh) 用于测量回路电阻的测量电路
CN101231318B (zh) 抗共模分流器电压采样电路
CN209606502U (zh) 电流检测比较电路
CN209432302U (zh) 多通道三线制热电阻测量系统
CN203933538U (zh) 一种智慧型微小电压测量放大电路
CN113514690A (zh) 一种高精度大量程电流测量系统
CN206975109U (zh) 一种实时电流信号数据处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant