CN105552457B - 电流检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电流检测电路，其包括：运算放大器，其包括有第一输入端、第二输入端和输出端；连接于参考电压和运算放大器的第一输入端之间的第一开关；连接于电流检测端和运算放大器的第一输入端之间的第二开关；连接于运算放大器的输出端和第二输入端之间的第三开关；依次串联于电源电压端和接地端之间的第四开关、第二电阻和第一电阻；串联于第一电阻和第二电阻的中间节点和运算放大器的第二输入端之间的电容。与现有技术相比，本发明中的过流保护的电流阈值不会随着电源电压的变化而变化，从而提高了电流保护的精度。

Description

电流检测电路

【技术领域】

本发明涉及一种电路设计领域，尤其涉及电池保护芯片中的电流检测电路。

【背景技术】

图1为现有的电池保护系统的架构图。所述电池保护系统100包括电池Battery、电池保护芯片和保护开关组合110。所述电池保护芯片对所述电池的充电、放电进行保护。BP+为电池的正输出端，BP-为电池的负输出端。所述电池保护芯片包括电源端VCC、接地端VSS、放电保护控制端DOUT、充电保护控制端COUT、电流检测端VM。保护开关组合110包括放电管111和充电管112。

所述电池保护芯片需要对充电电流和放电电流进行检测，以免充电过流或放电过流。通过检测电流检测端VM的电压来确定是否充电过流或放电过流。以放电过流检测为例，所述电池保护芯片需要检测电流检测端VM的电压接地端VSS的电压的差值是否高于预定过流保护的电压阈值VEDI，如果是，则表示放电过流，如果否，则表示未放电过流。

电池保护芯片(或称电池保护电路)中存在电流检测电路进行过流检测，且在不同电芯电压下放电过流保护的电压阈值VEDI保持不变。放电过流检测是当电流检测端VM高于接地端VSS过流保护的电压阈值VEDI时，放电保护控制端DOUT由高电平(VDD)变为低电平(VSS)，即关闭由DOUT控制的放电管，停止放电。当芯片处于正常充放电时，COUT及DOUT皆为高电平(VDD)，电流检测端VM的电压由放电电流流经由COUT及DOUT所控制的充放电管电阻Ron确定，其中

其中V_GS为充放电管的栅源电压，V_TH为充放电管的阈值电压。随着电源电压的升高，V_GS增加，R_ON会减小，若VEDI的值保持不变，则对应的放电过流保护的电流阈值也会随电源电压的升高而升高，从而导致电流保护精度的降低。

因此，有必要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种电流检测电路，其过流保护的电流阈值不会随着电源电压的变化而变化，从而提高了电流保护的精度。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种电流检测电路，其包括：运算放大器，其包括有第一输入端、第二输入端和输出端；连接于参考电压和运算放大器的第一输入端之间的第一开关；连接于电流检测端和运算放大器的第一输入端之间的第二开关；连接于运算放大器的输出端和第二输入端之间的第三开关；依次串联于电源电压端和接地端之间的第四开关、第二电阻和第一电阻；串联于第一电阻和第二电阻的中间节点和运算放大器的第二输入端之间的电容。

进一步的，在第一时段时，第一开关、第三开关、第四开关导通，第二开关截止，在第二时段时，第一开关、第三开关、第四开关截止，第二开关导通，第一时段和第二时段不断的交替。

进一步的，过流保护阈值VEDI为：

其中VREFF为参考电压，R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值，VCC为电源电压端的电压，VM为电流检测端的电压，Vc为所述电容的压降。

与现有技术相比，本发明中的电流检测电路，其过流保护的电流阈值不会随着电源电压的变化而变化，从而提高了电流保护的精度。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。其中：

图1为现有的电池保护系统的架构图；

图2为本发明中的电流检测电路在一个实施例中的电路示意图。

【具体实施方式】

本发明的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接或间接地模拟本发明技术方案的运作。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中陈述了很多特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换句话说，为避免混淆本发明的目的，由于熟知的方法和程序已经容易理解，因此它们并未被详细描述。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

图2为本发明中的电流检测电路200在一个实施例中的电路示意图。所述电流检测电路200包括运算放大器X0、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第一电阻R1、第二电阻R2、电容C0。

所述运算放大器X0包括有第一输入端1、第二输入端2和输出端RSLT。第一开关S1连接于参考电压VREF和运算放大器X0的第一输入端1之间。第二开关S2连接于电流检测端VM和运算放大器X0的第一输入端1之间。第三开关S3连接于运算放大器X0的输出端和第二输入端2之间。依次串联于电源电压端VCC和接地端VSS之间的第四开关S4、第二电阻R2和第一电阻R1。串联于第一电阻R1和第二电阻R2的中间节点3和运算放大器X0的第二输入端2之间的电容C0。

各个开关的控制信号Phi为

在时，第一开关S1、第三开关S3、第四开关S4导通，第二开关S2截止。此时，运算放大器OP工作于运算放大状态。在时，第一开关S1、第三开关S3、第四开关S4截止，第二开关S2导通。此时，所述运算放大器OP工作于比较状态，其比较两个输入端的电压的大小，从而实现检测电压VM和接地端VSS的电压之间的差值与预定过流保护阈值VEDI的比较。的时段可以被称为第一时段，的时段可以被称为第二时段，第一时段和第二时段不断的交替。

如图2所示，在时采样存储及在时比较与

在时，

在时，

当及相等时，

有

其中，VREFF为参考电压，R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值，VCC为电源电压端的电压，VM为电流检测端的电压，Vc为所述电容C0的压降，V1为第一输入端1的电压，V2为第二输入端2的电压。

综上可知，可以通过选择合适的VREF及调节R1、R2保证过流保护的电压阈值VEDI及与电源电压变化要求，比如，随着电源电压的升高使过流保护的电压阈值VEDI递减，从而使对应的过流保护的电流阈值随电源电压的变化趋势变缓，保持平和或不变，进而提高电流保护的精度。

本发明中的“连接”、“相连”或“相接”等表示电性连接的词语都表示电性的间接或直接连接。上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (1)

1.一种电流检测电路，其特征在于，其包括：

运算放大器，其包括有第一输入端、第二输入端和输出端；

连接于参考电压和运算放大器的第一输入端之间的第一开关；

连接于电流检测端和运算放大器的第一输入端之间的第二开关；

连接于运算放大器的输出端和第二输入端之间的第三开关；

依次串联于电源电压端和接地端之间的第四开关、第二电阻和第一电阻；

串联于第一电阻和第二电阻的中间节点和运算放大器的第二输入端之间的电容，

在第一时段时，第一开关、第三开关、第四开关导通，第二开关截止，

在第二时段时，第一开关、第三开关、第四开关截止，第二开关导通，

第一时段和第二时段不断的交替，

过流保护阈值VEDI为：

<mrow> <mi>V</mi> <mi>E</mi> <mi>D</mi> <mi>I</mi> <mo>=</mo> <mi>V</mi> <mi>M</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>V</mi> <mi>C</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>V</mi> <mi>R</mi> <mi>E</mi> <mi>F</mi> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>R</mi> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </mrow> </mfrac> <mi>V</mi> <mi>C</mi> <mi>C</mi> <mo>,</mo> </mrow>

其中VREFF为参考电压，R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值，VCC为电源电压端的电压，VM为电流检测端的电压，Vc为所述电容的压降。