CN106645898A - 电流侦测电路以及电流侦测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电流侦测电路以及电流侦测装置，能够降低功耗和改善温度，该电流侦测电路包含：突波感应单元、转换电路以及侦测电路；该突波感应单元连接于主电路中，该突波感应单元用于感应突波以产生第一突波电压；该转换电路连接至该突波感应单元，该转换电路具有第一节点；该侦测电路连接至该转换电路的该第一节点，该侦测电路用于侦测该第一节点的第一电位值，若该第一电位值大于预定值，确定流经该主电路的电流超过预设电流值。

Description

电流侦测电路以及电流侦测装置

技术领域

本发明涉及过电流侦测领域，尤其涉及一种利用突波电压侦测过电流的电流侦测电路以及电流侦测装置。

背景技术

电路上用来侦测过电流时，一般是使用电流检测电阻(current senseresistor)，电流流过此电流检测电阻，再监控此电流检测电阻的跨压来计算电流。但使用这种方式侦测过电流时，因为电流检测电阻是额外引入的元件，当电流流过此电流检测电阻时会造成额外的能量损耗，且电流检测电阻会因为此电流容易产生热量，影响电路的安全性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流侦测电路以及电流侦测装置，以解决上述问题。

为了达到上述目的，第一方面，本发明提供一种电流侦测电路，包含：突波感应单元、转换电路以及侦测电路；该突波感应单元连接于主电路中，该突波感应单元用于感应突波以产生第一突波电压；该转换电路连接至该突波感应单元，该转换电路具有第一节点；该侦测电路连接至该转换电路的该第一节点，该侦测电路用于侦测该第一节点的第一电位值，若该第一电位值大于预定值，确定流经该主电路的电流超过预设电流值。

较佳的，该突波感应单元为场效应管，该场效应管的漏极、源极分别连接该转换电路的两端；或者，该突波感应单元为二极管，该转换电路并联至该二极管。

较佳的，该转换电路包含稳压二极管以及第一电阻，该稳压二极管的正极连接该第一电阻的一端，该稳压二极管的负极连接该突波感应单元的一端，该第一电阻的另一端连接该突波感应单元的另一端；该第一节点位于该稳压二极管与该第一电阻之间。

较佳的，该突波感应单元为场效应管，该场效应管的漏极连接至该稳压二极管的负极，该场效应管的源极连接至该第一电阻的另一端；或者，该突波感应单元为二极管，该二极管的负极连接至该稳压二极管的负极，该二极管的正极连接至该第一电阻的另一端。

较佳的，该转换电路包含第二电阻以及第三电阻，该第二电阻的一端连接该第三电阻的一端，该第二电阻的另一端连接该突波感应单元的一端，该第三电阻的另一端连接该突波感应单元的另一端；该第一节点位于该第二电阻与该第三电阻之间。

较佳的，该突波感应单元为场效应管，该场效应管的漏极连接至该第二电阻的另一端，该场效应管的源极连接至该第三电阻的另一端；或者，该突波感应单元为二极管，该二极管的负极连接至该第二电阻的另一端，该二极管的正极连接至该第三电阻的另一端。

较佳的，该转换电路包含比较器，该比较器的第一输入端连接该突波感应单元的一端，该比较器的第二输入端用于接收基准电压；该第一节点为该比较器的输出端。

较佳的，该突波感应单元为场效应管，该场效应管的漏极连接至该第一输入端；或者，该突波感应单元为二极管，该二极管的负极连接至该第一输入端。

较佳的，该侦测电路为脉冲调制集成电路。

第二方面，本发明还提供一种电流侦测装置，其包括上述第一方面所述的电流侦测电路。

与现有技术相比，本发明提供的电流侦测电路以及电流侦测装置，突波感应单元感应电路中的突波以产生第一突波电压，侦测电路利用加载在突波感应单元上的转换电路侦测自转换电路的第一节点输入的电压是否大于预定值，这样，当出现突波时突波感应单元会产生第一突波电压，当第一突波感应单元产生第一突波电压时，侦测电路可以判断转换电路的第一节点的第一电位值是否大于预定值，进而确定了流经突波感应单元的电流的大小，从而可以确定主电路是否出现了过电流情况。本发明的电流侦测电路及电流侦测装置，由于将转换电流连接于突波感应单元，使得转换电路中流过的电流远小于主电路的电流，使得转换电路中的元件所消耗的电能较少且元件产生的热量较少，从而可以省电/降低功耗和改善元件工作温度，提高了电路的安全性能。

附图说明

图1为本发明的电流侦测电路的方框图；

图2为本发明第一实施例提供的电流侦测电路的示意图；

图3为本发明第二实施例提供的电流侦测电路的示意图；

图4为本发明第三实施例提供的电流侦测电路的示意图；

图5为本发明第四实施例提供的电流侦测电路的示意图；

图6为本发明第五实施例提供的电流侦测电路的示意图；

图7为本发明第六实施例提供的电流侦测电路的示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

图1为本发明的电流侦测电路的方框图；图2为本发明第一实施例提供的电流侦测电路的示意图；图3为本发明第二实施例提供的电流侦测电路的示意图；图4为本发明第三实施例提供的电流侦测电路的示意图；图5为本发明第四实施例提供的电流侦测电路的示意图；图6为本发明第五实施例提供的电流侦测电路的示意图；图7为本发明第六实施例提供的电流侦测电路的示意图。

如图1所示，电流侦测电路100包含：突波感应单元10、转换电路20以及侦测电路30。突波感应单元10连接于主电路，主电路输送电流至突波感应单元10，突波感应单元10用于感应突波以产生第一突波电压。转换电路20连接至突波感应单元10，转换电路20具有第一节点。侦测电路30连接至转换电路20的第一节点，用以侦测第一节点的第一电位值，若第一电位值大于预定值，则确定流经主电路的电流超过预设电流值。此时，可进行过电流保护，例如可调整降低主电路上的电流值以防止电流过大造成元件损伤。

较佳的，侦测电路30可以为脉冲调制集成电路(Pulse-Width ModulationIntegrated Circuit，PWM IC)。由于突波电压会随着电流的增加而升高，当主电路产生突波时，若此时电流较大，则突波感应单元10产生的第一突波电压就会较大，从而第一节点的第一电位值就会较大。换句话说，若侦测电路30侦测得的第一节点的第一电位值越高，说明突波感应单元10产生的第一突波电压越大，从而说明主电路中的电流越大，故当第一电位值超过预定值时，即可确定主电路的电流超过了预设电流值，可进行过电流保护。

本发明的电流侦测电路，利用主电路中发生突波这一现象来侦测转换电路的第一节点的第一电位值，再藉由第一电位值越大，则主电路中的电流越大的关系确定主电路是否出现了过电流的情况。实际操作中，突波感应单元可为主电路中的现有元件，而无需新增，而由于转换电路连接于突波感应单元，使得转换电路中流过的电流远小于主电路的电流，使得转换电路中的元件所消耗的电能较少且元件产生的热量较少，从而可以省电/降低功耗和改善元件工作温度，提高了电路的安全性能。

如图2至图5所示，于本发明的第一实施例中(见图2)，突波感应单元10可以为场效应管(MOS)Q1，场效应管Q1的漏极D、源极S分别连接转换电路20的两端；或者，于本发明的第二实施例中(见图3)突波感应单元10可以为二极管D1，转换电路20并联于二极管D1。实际操作中，主电路中可包含相互耦接的交换式电源供应器(switching power supply)和变压器，由于交换式电源供应器工作在高频，加上变压器内部的寄生电感，因此在切换瞬间会有突波电压(spike voltage)产生。上述作为突波感应单元10的场效应管Q1、二极管D1可为主电路中的现有元件，其利用自身特性即可在交换式电源供应器切换的瞬间产生突波电压。故，当主电路中出现突波时，场效应管Q1或二极管D1会产生第一突波电压，此时，加载在场效应管Q1的漏极D与源极S两端或二极管D1两端的转换电路20中的元件会有突波电流流过，进而侦测电路30可以通过侦测到自转换电路20的第一节点输入的第一电位值，确认第一电位值是否大于预定值以确认流经主电路的电流是否超过预设电流值，从而确认主电路是否出现过电流的情况。本发明中，由于转换电路20连接于突波感应单元10，使得转换电路20中流过的电流远小于主电路的电流，即流经转换电路20中的元件的电流较小，使得转换电路20中的元件所消耗的电能较少且元件产生的热量较少。

如图2、图3所示，转换电路20可以包含稳压二极管ZD以及第一电阻R1，稳压二极管ZD的正极连接第一电阻R1的一端，稳压二极管ZD的负极连接突波感应单元10的一端，第一电阻R1的另一端连接突波感应单元10的另一端；第一节点J位于稳压二极管ZD与第一电阻R1之间。于本发明的第一实施例中，如图2所示，突波感应单元10为场效应管Q1，场效应管Q1的漏极D连接至稳压二极管ZD的负极，场效应管Q1的源极S连接至第一电阻R1的另一端。于本发明的第二实施例中，如图3所示，突波感应单元10为二极管D1，二极管D1的负极连接至稳压二极管ZD的负极，二极管D1的正极连接至第一电阻R1的另一端。当主电路中出现突波时，场效应管Q1或二极管D1会产生第一突波电压，此时，加载在场效应管Q1的漏极D与源极S两端或二极管D1两端的稳压二极管ZD以及第一电阻R1上会有突波电流流过，进而侦测电路30可以通过侦测到的自第一节点J输入的第一电位值是否大于预定值来侦测流经主电路的电流是否超过预设电流值，从而可以确定主电路中是否出现过电流情况。于第一及第二实施例中，由于转换电路20连接于突波感应单元10，使得转换电路20中流过的电流远小于主电路的电流，即流经稳压二极管ZD及第一电阻R1的电流较小，使得稳压二极管ZD及第一电阻R1所消耗的电能较少且产生的热量较少。

实际操作中，如图4、图5所示，转换电路20包含串联的第二电阻R2以及第三电阻R3，第二电阻R2的一端连接第三电阻R3的一端，第二电阻R2的另一端连接突波感应单元10的一端，第三电阻R3的另一端连接突波感应单元10的另一端；第一节点J位于第二电阻R2与第三电阻R3之间。于本发明的第三实施例中，如图4所示，突波感应单元10为场效应管Q1，场效应管Q1的漏极D连接至第二电阻R2的另一端，场效应管Q1的源极S连接至第三电阻R3的另一端。于本发明的第四实施例中，如图5所示，突波感应单元10为二极管D1，二极管D1的负极连接至第二电阻R2的另一端，二极管D1的正极连接至第三电阻R3的另一端。当主电路中出现突波时，作为突波感应单元10的场效应管Q1或二极管D1会产生第一突波电压，此时，加载在场效应管Q1的漏极D与源极S两端或二极管D1两端的第二电阻R2、第三电阻R3中会有突波电流流过，进而侦测电路30可以通过侦测到的自第一节点输入的第一电位值是否大于预定值来侦测流经主电路的电流是否超过预设电流值，从而可以确定主电路中是否出现过电流情况。于第三及第四实施例中，由于转换单元20连接于突波感应单元10，使得转换电路20中流过的电流远小于主电路的电流，即流经第二电阻R2和第三电阻R3的电流较小，使得第二电阻R2和第三电阻R3所消耗的电能较少且产生的热量较少。

实际操作中，如图6、图7所示，转换电路20还可包含比较器B，比较器B的第一输入端(具体为正输入端)连接突波感应单元10的一端，比较器B的第二输入端(具体为负输入端)用于接收基准电压Vref；第一节点为比较器B的输出端。于本发明的第五实施例中，如图6所示，突波感应单元10为场效应管Q1，场效应管Q1的漏极D连接至正输入端；于实际应用中，场效应管Q1的源极S通常经由一电阻R4接地。于本发明的第六实施例中，如图7所示，突波感应单元10为二极管D1，二极管D1的负极连接至正输入端。当主电路中出现突波时，场效应管Q1或二极管D1会产生第一突波电压，此时，自场效应管Q1的漏极D或二极管D1的正极上会输入第一突波电压至比较器B的正输入端，比较器B比较此正输入端输入的第一突波电压是否大于基准电压Vref，并在正输入端输入的第一突波电压大于基准电压Vref时，比较器B的输出端输出第一电位值至侦测电路30，进而侦测电路30可以通过侦测到的自比较器B的输出端输入的第一电位值是否大于预定值来侦测流经主电路的电流是否过大，进而判断主电路是否出现过电流的情况。于第五及第六实施例中，由于比较器B连接于突波感应单元10，使得比较器B中流过的电流远小于主电路的电流，使得比较器B所消耗的电能较少且产生的热量较少。

在本发明还提供一种电流侦测装置，其可以包括以上所述的电流侦测电路。

与现有技术相比，本发明提供的电流侦测电路以及电流侦测装置，突波感应单元感应电路中的突波以产生第一突波电压，侦测电路利用加载在突波感应单元上的转换电路侦测自转换电路的第一节点输入的电压是否大于预定值，这样，当出现突波时突波感应单元会产生第一突波电压，当第一突波感应单元产生第一突波电压时，侦测电路可以判断转换电路的第一节点的第一电位值是否大于预定值，进而确定了流经突波感应单元的电流的大小，从而可以确定主电路是否出现了过电流情况。本发明的电流侦测电路及电流侦测装置，由于将转换电流连接于突波感应单元，使得转换电路中流过的电流远小于主电路的电流，使得转换电路中的元件所消耗的电能较少且元件产生的热量较少，从而可以省电/降低功耗和改善元件工作温度，提高了电路的安全性能。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种电流侦测电路，其特征在于，包含：

突波感应单元，连接于主电路中，该突波感应单元用于感应突波以产生第一突波电压；

转换电路，连接至该突波感应单元，该转换电路具有第一节点；以及

侦测电路，连接至该转换电路的该第一节点，该侦测电路用于侦测该第一节点的第一电位值，若该第一电位值大于预定值，确定流经该主电路的电流超过预设电流值。

2.如权利要求1所述的电流侦测电路，其特征在于，该突波感应单元为场效应管，该场效应管的漏极、源极分别连接该转换电路的两端；或者，该突波感应单元为二极管，该转换电路并联至该二极管。

3.如权利要求1所述的电流侦测电路，其特征在于，该转换电路包含稳压二极管以及第一电阻，该稳压二极管的正极连接该第一电阻的一端，该稳压二极管的负极连接该突波感应单元的一端，该第一电阻的另一端连接该突波感应单元的另一端；该第一节点位于该稳压二极管与该第一电阻之间。

4.如权利要求3所述的电流侦测电路，其特征在于，该突波感应单元为场效应管，该场效应管的漏极连接至该稳压二极管的负极，该场效应管的源极连接至该第一电阻的另一端；或者，该突波感应单元为二极管，该二极管的负极连接至该稳压二极管的负极，该二极管的正极连接至该第一电阻的另一端。

5.如权利要求1所述的电流侦测电路，其特征在于，该转换电路包含第二电阻以及第三电阻，该第二电阻的一端连接该第三电阻的一端，该第二电阻的另一端连接该突波感应单元的一端，该第三电阻的另一端连接该突波感应单元的另一端；该第一节点位于该第二电阻与该第三电阻之间。

6.如权利要求5所述的电流侦测电路，其特征在于，该突波感应单元为场效应管，该场效应管的漏极连接至该第二电阻的另一端，该场效应管的源极连接至该第三电阻的另一端；或者，该突波感应单元为二极管，该二极管的负极连接至该第二电阻的另一端，该二极管的正极连接至该第三电阻的另一端。

7.如权利要求1所述的电流侦测电路，其特征在于，该转换电路包含比较器，该比较器的第一输入端连接该突波感应单元的一端，该比较器的第二输入端用于接收基准电压；该第一节点为该比较器的输出端。

8.如权利要求7所述的电流侦测电路，其特征在于，该突波感应单元为场效应管，该场效应管的漏极连接至该第一输入端；或者，该突波感应单元为二极管，该二极管的负极连接至该第一输入端。

9.如权利要求1所述的电流侦测电路，其特征在于，该侦测电路为脉冲调制集成电路。

10.一种电流侦测装置，其特征在于，包含如权利要求1-9任一项所述的电流侦测电路。