CN104166033A - 一种电流检测电路 - Google Patents

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周明杰
林锦旭
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Oceans King Dongguan Lighting Technology Co Ltd
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Oceans King Dongguan Lighting Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电流检测电路，其用于检测高压电路的负载的电流故障，其采样电阻R1连接在高压直流电源的正极与负载之间；差动放大器IC1的电源端接第一低压电源BT1的正极，两输入端分别连接在R1的两端，输出端接开关管Q1的基极；Q1的发射极与光耦合器U1的发光二极管的一端相连，集电极和BT1的负极与地相连；U1的发光二极管的另一端与BT1的正极相连，U1的三极管的集电极及运算放大电路U2的正电源端与第二低压电源BT2的正极相连，U1的三极管的发射极与U2的同相输入端相连；U2的反向输入端与运算放大电路的负电源端与BT2的负极相连，U2的输出端输出电流检测结果。采用本发明，可在较广的高压电路范围内，检测负载的电流故障。

Description

一种电流检测电路
技术领域
本发明涉及电子领域，尤其涉及一种电流检测电路。
背景技术
电流检测是各种保护电路、监测电路中必需的基本技术，对整机电路有着不可或缺的作用。
为了保证能够检测到负载到地端的所有电流故障，并减少来之地端的干扰，一般将电流检测电路接在电源和负载之间(称之为高边)。而这样一来，出现了一个技术难点：高边检测需要处理电源端的高电压。目前市面上的电流检测芯片所允许的最高工作电压也只有几十伏，无法适用于工业上更高的工作电压。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供电流检测电路，可在较广的高压电路范围内，检测负载的电流故障。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供的电流检测电路，用于检测高压电路的负载的电流故障，所述高压电路包括高压直流电源以及连接在所述高压直流电源两端的负载，
所述电流检测电路包括采样电阻R1、差动放大器IC1，开关管Q1、光耦合器U1和运算放大电路U2，其中：
所述采样电阻R1连接在所述高压直流电源的正极与负载之间；
所述差动放大器IC1的电源端接第一低压电源的正极，所述差动放大器IC1的两输入端分别连接在所述采样电阻R1的两端，所述差动放大器IC1的输出端接所述开关管Q1的基极；
所述开关管Q1的发射极与所述光耦合器U1的发光二极管的一端相连，所述开关管Q1的集电极和第一低压电源BT1的负极均与地相连；
所述光耦合器U1的发光二极管的另一端与所述第一低压电源BT1的正极相连，所述光耦合器U1的三极管的集电极及所述运算放大电路U2的正电源端与第二低压电源BT2的正极相连，所述光耦合器U1的三极管的发射极与所述运算放大电路U2的同相输入端相连；
所述运算放大电路U2的反向输入端与所述运算放大电路的负电源端与第二低压电源BT2的负极相连，所述运算放大电路U2的输出端输出电流检测结果。
较佳的，所述开关管Q1与所述差动放大器IC1的输出端之间连接偏置电阻R2。
较佳的，所述开关管Q1的发射极与光耦合器U1的发光二极管之间连接电阻R3。
较佳的，所述运算放大电路U2的输出端与所述光耦合器U1的三极管的发射极之间连接电阻R4和电容C1构成的并联电路。
较佳的，所述采样电阻的阻值小于1欧。
较佳的，所述开关管Q1为PNP型三极管。
较佳的，所述光耦合器U1的三极管为NPN型三极管。
本发明实施例具有如下优点或有益效果：
本发明实施例中，在高压电路的高压直流电源与负载之间连接采用电阻R1，并结合差动放大器IC1、开关管Q1、光耦合器U1以及运算放大电路U2来对高压电路的负载与地之间的电流进行检测，由此，可检测出任意高电压电路的负载的电流故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的电流检测电路的一实施例的电路连接原理图。
图2是本发明的电流检测电路的另一实施例的电路连接原理图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，为本发明的电流检测电路的一实施例的电路连接原理图。本发明的电流检测电路用于检测高压电路的负载的电流故障，所述高压电路包括高压直流电源以及连接在所述高压直流电源两端的负载。如图1所示，本发明实施例的电流检测电路可包括采样电阻R1、差动放大器IC1、开关管(图1中以PNP型三极管为例)Q1、光耦合器U1和运算放大电路U2，其中：所述采样电阻R1连接在所述高压直流电源的正极与负载LOAD之间；所述差动放大器IC1的电源端VCC接第一低压电源BT1的正极，所述差动放大器IC1的两输入端RS+，RS-分别连接在所述采样电阻R1的两端，所述差动放大器IC1的输出端OUT接所述开关管Q1的基极；所述开关管Q1的发射极与所述光耦合器U1的发光二极管的一端相连，所述开关管Q1的集电极和第一低压电源BT1的负极均与地相连；所述光耦合器U1的发光二极管的另一端与所述第一低压电源BT1的正极相连，所述光耦合器U1的三极管的集电极及所述运算放大电路U2的正电源端与第二低压电源BT2的正极相连，所述光耦合器U1的三极管的发射极与所述运算放大电路U2的同相输入端相连；所述运算放大电路U2的反向输入端与所述运算放大电路的负电源端与第二低压电源BT2的负极相连，所述运算放大电路U2的输出端输出电流检测结果。
具体实现中，采样电阻R1的阻值一般小于1欧。
具体实现中，所述光耦合器U1的三极管可为NPN型三极管。
由上可见，在本发明的一些可行的实施方式中，在高压电路的高压直流电源与负载之间连接采用电阻R1，并结合差动放大器IC1、开关管Q1、光耦合器U1以及运算放大电路U2来对高压电路的负载与地之间的电流进行检测，由此，可检测出任意高电压电路的负载的电流故障。
请进一步参考图2，为本发明的电流检测电路的另一实施例的电路连接原理图。如图2所示，在一些可行的实施方式中，在图1的电路的基础上，还可包括下述电路结构中的一种或者多种。
1、所述开关管Q1与所述差动放大器IC1的输出端OUT之间连接偏置电阻R2。
2、所述开关管Q1的发射极与光耦合器U1的发光二极管之间连接电阻R3。
3、所述运算放大电路U2的输出端OUT与所述光耦合器U1的三极管的发射极之间连接电阻R4和电容C1构成的并联电路。
具体实现中，本发明实施例的电路的工作原理大致如下：
差动放大器IC1，将R1上的压降放大后，在OUT脚输出一个与负载LOAD电流成比例的电流：
IOUT＝Gm·R1·ILOAD
其中，IOUT是OUT脚的输出电流，Gm是差动放大器IC1芯片内部的增益。
Q1将IOUT进放大，作为光耦合器U1的原边电流驱动U1。U1一方面将采样电流输出到后续电路中，另一方面也实现了电流检测电路与供电线路(高压电路)的隔离，即将强电与弱电相隔离。U1将采样电流信号输入到运算放大器U2的同相端，通过U2构成的同相放大电路，在U2的输出端获得了电流检测的输出。
具体实现中，差动放大器IC1和运算放大器U2可由单独的低电压电源供电，这样既能够在大的共模电压范围内进行高边电流检测，同又实现了检测电路与供电线路的隔离。
以上的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电流检测电路，其特征在于，用于检测高压电路的负载的电流故障，所述高压电路包括高压直流电源以及连接在所述高压直流电源两端的负载，
所述电流检测电路包括采样电阻R1、差动放大器IC1，开关管Q1、光耦合器U1和运算放大电路U2，其中：
所述采样电阻R1连接在所述高压直流电源的正极与负载之间；
所述差动放大器IC1的电源端接第一低压电源的正极，所述差动放大器IC1的两输入端分别连接在所述采样电阻R1的两端，所述差动放大器IC1的输出端接所述开关管Q1的基极；
所述开关管Q1的发射极与所述光耦合器U1的发光二极管的一端相连，所述开关管Q1的集电极和第一低压电源BT1的负极均与地相连；
所述光耦合器U1的发光二极管的另一端与所述第一低压电源BT1的正极相连，所述光耦合器U1的三极管的集电极及所述运算放大电路U2的正电源端与第二低压电源BT2的正极相连，所述光耦合器U1的三极管的发射极与所述运算放大电路U2的同相输入端相连；
所述运算放大电路U2的反向输入端与所述运算放大电路的负电源端与第二低压电源BT2的负极相连，所述运算放大电路U2的输出端输出电流检测结果。
2.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述开关管Q1与所述差动放大器IC1的输出端之间连接偏置电阻R2。
3.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述开关管Q1的发射极与光耦合器U1的发光二极管之间连接电阻R3。
4.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述运算放大电路U2的输出端与所述光耦合器U1的三极管的发射极之间连接电阻R4和电容C1构成的并联电路。
5.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述采样电阻的阻值小于1欧。
6.如权利要求1-5中任一项所述的电流检测电路，其特征在于，所述开关管Q1为PNP型三极管。
7.如权利要求1-5中任一项所述的电流检测电路，其特征在于，所述光耦合器U1的三极管为NPN型三极管。
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