CN107817373A - 电流检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电流检测装置及其检测方法，电流检测装置测量该电子装置的一输入电流或一输出电流大小，该电流检测装置包括：一电流感测模块，至少包含一线圈，且该线圈电磁耦合于该电子装置的输入端或输出端的路径上，并感测一第一电压信号；一直流测量模块，测量该电子装置的输入端或输出端路径上的一第二电压信号；及一电流检测模块，将该第一电流信号转换为一第一电流命令，以及该第二电压信号转换为一第二电流命令；其中，该第一电流命令为该输入电流或该输出电流的交流成分，该第二电流命令为该输入电流或该输出电流的直流成分。

Description

电流检测装置及其检测方法

技术领域

本发明是有关一种电流检测装置及其检测方法，尤指一种无须利用任何半导体元件，即可测量该输入电流或该输出电流大小的电流检测装置及其检测方法。

背景技术

请参阅图1A为现有对一电子装置200A进行电流检测的方块示意图。如图1A所示，该电子装置200A大多包含一转换模块210A与一控制单元220A。该转换模块210A包含一转换单元211A与一逆变单元212A。以图1A为例，该电子装置200A的该转换单元211A为一升压转换模块，该逆变单元212A为一单相逆变模块，且该转换单元211A与该逆变单元212A由该控制单元220A所控制。为测量该电子装置200A的输入电流Ii与输出电流Io，于该电子装置200A的输入端或输出端会装设一电流感测模块110A，以测量该电子装置200A的输入电流Ii与输出电流Io的大小，且将所测量到的输入电流Ii与输出电流Io的大小输出至该控制单元220A，以调整该控制单元220A所输出的一控制信号Sc。而现今电子装置的输入电流Ii与输出电流Io的测量，大多使用霍尔电流传感器(Hall Current Sensor)。

请参阅图1B为现有常见电流感测模块构造图。该电流感测模块110A为一霍尔电流传感器(Hall Current Sensor)。当该电子装置200A的输入电流Ii或输出电流Io流过一次回路时，会产生磁力线B，因而引起霍尔电压。即利用霍尔效应的原理，通过该电流感测模块110A内的一半导体材料薄片113A上纵向流过一控制电流Ic时，磁力线B会产生劳仑兹力(Lorentz force)，并垂直施加于移动的电荷上，而该半导体材料薄片113A会产生一电位差ΔV来换算电流。再利用一放大模块114A调整该电位差ΔV的倍率后，提供给该电子装置200A内部的该控制单元220A。该控制单元220A藉由该电流感测模块110A所测量该电子装置的输入电流Ii与输出电流Io的大小，而调整该控制单元220A的该控制信号Sc。而该电流感测模块110A主要是应用霍尔效应的半导体，且大多使用Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多层半导体异质结构量子阱等半导体材料。

虽然霍尔电流传感器(Hall Current Sensor)具有较佳的准确度，但由于霍尔电流传感器需要一半导体材料薄片113A，若该电子装置200A设置有多组输入以及多组输出，将会造成该电子装置200A需要多个半导体材料薄片113A，以致无法降低该电子装置200A的整体电路成本。

因此，如何设计出一种无须利用任何半导体元件，即可测量该输入电流或该输出电流大小的电流检测装置及其检测方法，乃为本案发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种电流检测装置，以克服现有技术的问题。因此，本发明该种电流检测装置，连接于一电子装置，以测量该电子装置的一输入电流或一输出电流大小，该电子装置包含一输入端电感与一输出端电感，该电流检测装置包括：一电流感测模块，至少包含一线圈，且该线圈电磁耦合于该电子装置输入端的路径上，并感测一第一输入电压信号；或电磁耦合于该电子装置输出端的路径上，并感测一第一输出电压信号。一直流测量模块，测量该输入端电感的一第二输入电压信号；或测量该输出端电感的一第二输出电压信号。及一电流检测模块，连接该线圈与该直流测量模块，以将该第一输入电压信号转换为一第一输入电流命令，该第二输入电压信号转换为一第二输入电流命令；或该第一输出电压信号转换为一第一输出电流命令，该第二输出电压信号转换为一第二输出电流命令；该电流检测模块输出该第一输入电流命令与该第二输入电流命令，或该第一输出电流命令与该第二输出电流命令至该电子装置内的一控制单元。其中，该第一输入电流命令为该输入电流的交流成分，该第一输出电流命令为该输出电流的交流成分，该第二输入电流命令为该输入电流的直流成分，该第二输出电流命令为该输出电流的直流成分。

于一实施例中，其中该第一输入电压信号对应于该输入电流的交流成分的微分信号；该第一输出电压信号为对应于该输出电流的交流成分的微分信号。

于一实施例中，其中该电流检测模块更包括：一积分模块，连接该线圈。一第一倍率调整模块，连接该积分模块与该控制单元之间。一第二倍率调整模块，连接该直流测量模块。及一滤波模块，连接该第二倍率调整模块与该控制单元之间。

于一实施例中，其中该积分模块将该第一输入电压信号或该第一输出电压信号积分，且该电流检测模块通过该第一倍率调整模块调整倍率，以产生该第一输入电流命令或该第一输出电流命令。

于一实施例中，其中该第二倍率调整模块将该第二输入电压信号或该第二输出电压信号调整倍率，且该电流检测模块通过该滤波模块滤波，以产生该第二输入电流命令或该第二输出电流命令。

于一实施例中，其中该积分模块更包括：一第一积分电阻，该第一积分电阻的一端连接该线圈的一端。一第一放大单元，具有一第一输入端、一第二输入端以及一第一输出端，该第一输入端连接该第一积分电阻的另一端，该第二输入端连接该线圈的另一端与接地端之间。一第二积分电阻，该第二积分电阻的一端连接该第一输入端，该第二积分电阻的另一端连接该第一输出端。及一第一积分电容，该第一积分电容的一端连接该第一输入端，该第一积分电容的另一端连接该第一输出端。

于一实施例中，其中该第一倍率调整模块更包括：一第一倍率调整电阻，该第一倍率调整电阻的一端连接该第一输出端。一第二倍率调整电阻，该第二倍率调整电阻的一端连接该第二输入端。一第二放大单元，具有一第三输入端、一第四输入端以及一第二输出端，该第三输入端连接该第一倍率调整电阻的另一端，该第四输入端连接第二倍率调整电阻的另一端。一第三倍率调整电阻，该第三倍率调整电阻的一端连接该第三输入端，该第三倍率调整电阻的另一端连接该第二输出端。及一第四倍率调整电阻，该第四倍率调整电阻的一端连接该第四输入端，该第四倍率调整电阻的另一端连接一参考电压。

于第一实施例中，其中该直流测量模块连接于该电子装置的输入端电感两端或输出端电感两端，以及该电流检测模块。

于第二实施例中，其中该直流测量模块更包括：一直流测量电容，该直流测量电容的一端连接该电子装置输入端电感的一端或输出端电感的一端。一直流测量电阻，该直流测量电阻的一端连接该直流测量电容的另一端，该直流测量电阻的另一端连接该电子装置输入端电感的另一端或输出端电感的另一端。其中，该直流测量电容两端连接该电流检测模块。

于第一实施例中，其中该第二倍率调整模块更包括：一第五倍率调整电阻，该第五倍率调整电阻的一端连接该电子装置输入端电感的一端或输出端电感的一端。一第六倍率调整电阻，该第六倍率调整电阻的一端连接该电子装置输入端电感的另一端或输出端电感的另一端。一第三放大单元，具有一第五输入端、一第六输入端以及一第三输出端，该第五输入端连接该第五倍率调整电阻的另一端，该第六输入端连接第六倍率调整电阻的另一端。一第七倍率调整电阻，该第七倍率调整电阻的一端连接该第五输入端，该第七倍率调整电阻的另一端连接该第三输出端。及一第八倍率调整电阻，该第八倍率调整电阻的一端连接该第六输入端，该第八倍率调整电阻的另一端连接接地端。

于第一实施例中，其中该滤波模块更包括：一第一滤波电阻，该第一滤波电阻的一端连接该第三输出端。一第二滤波电阻，该第二滤波电阻的一端连接该第一滤波电阻的另一端。一第一滤波电容，该第一滤波电容的一端连接该第一滤波电阻的另一端。一第四放大单元，具有一第七输入端、一第八输入端以及一第四输出端，该第七输入端与该第四输出端连接该第一滤波电容的另一端，该第八输入端连接该第二滤波电阻的另一端。一第二滤波电容，该第二滤波电容的一端连接该第八输入端，该第二滤波电容的另一端连接接地端。

于第二实施例中，其中该第二倍率调整模块更包括：一第五倍率调整电阻，该第五倍率调整电阻的一端连接该直流测量电容的一端。一第六倍率调整电阻，该第六倍率调整电阻的一端连接该直流测量电容的另一端。一第三放大单元，具有一第五输入端、一第六输入端以及一第三输出端，该第五输入端连接该第五倍率调整电阻的另一端，该第六输入端连接第六倍率调整电阻的另一端。一第七倍率调整电阻，该第七倍率调整电阻的一端连接该第五输入端，该第七倍率调整电阻的另一端连接该第三输出端。及一第八倍率调整电阻，该第八倍率调整电阻的一端连接该第六输入端，该第八倍率调整电阻的另一端连接接地端。

于第二实施例中，其中该滤波模块更包括：一第一滤波电阻，该第一滤波电阻的一端连接该第三输出端。一第二滤波电阻，该第二滤波电阻的一端连接该第一滤波电阻的另一端。一第一滤波电容，该第一滤波电容的一端连接该第一滤波电阻的另一端。一第四放大单元，具有一第七输入端、一第八输入端以及一第四输出端，该第七输入端与该第四输出端连接该第一滤波电容的另一端，该第八输入端连接该第二滤波电阻的另一端。一第二滤波电容，该第二滤波电容的一端连接该第八输入端，该第二滤波电容的另一端连接接地端。

为了解决上述问题，本发明提供一种电流检测装置的检测方法，以克服现有技术的问题。因此，本发明该电流检测装置的检测方法，测量一电子装置的一输入电流或一输出电流大小，该检测方法包括：(a)提供一电流感测模块，该电流感测模块感测该电子装置对应于该输入电流的交流成分微分，且等比例缩小或放大的一第一输入电压信号，或该输出电流的交流成分微分，且等比例缩小或放大的一第一输出电压信号。(b)感测该电子装置对应于该输入电流的一第二输入电压信号，或该输出电流的一第二输出电压信号。(c)对该第一输入电压信号积分且调整倍率，以产生一第一输入电流命令，或对该第一输出电压信号积分且调整倍率，以产生一第一输出电流命令。(d)对该第二输入电压信号调整倍率及滤波为一第二输入电流命令，或对该第二输出电压信号调整倍率及滤波为一第二输出电流命令。(e)输出该第一输入电流命令与该第二输入电流命令至该电子装置内的一控制单元，或输出该第一输出电流命令与该第二输出电流命令至该电子装置内的该控制单元。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1A为现有电流检测装置检测方块示意图；

图1B为现有常见电流感测模块构造图；

图2A为本发明电流检测装置第一实施例检测方块示意图；

图2B为本发明电流感测模块构造图；

图3A为本发明直流测量模块第一实施例电路图；

图3B为本发明直流测量模块第二实施例电路图；

图4为本发明电流检测模块电路图；

图5为本发明电流检测装置第三实施例电路图；

图6为本发明电流检测装置第一实施例检测方法的流程图。

其中，附图标记

﹝现有技术﹞

110A 电流感测模块

113A 半导体材料薄片

114A 放大模块

200A 电子装置

210A 转换模块

211A 转换单元

212A 逆变单元

220A 控制单元

Ii 输入电流

Io 输出电流

Sc 控制信号

Ic 控制电流

ΔV 电位差

B 磁力线

﹝本发明﹞

100 电流检测装置

110 电流感测模块

111 骨架

112 线圈

120 电流检测模块

121 积分模块

1211 第一放大单元

A1 第一输入端

A2 第二输入端

O1 第一输出端

Ri1 第一积分电阻

Ri2 第二积分电阻

Ci1 第一积分电容

122 第一倍率调整模块

1221 第二放大单元

A3 第三输入端

A4 第四输入端

O2 第二输出端

Ra1 第一倍率调整电阻

Ra2 第二倍率调整电阻

Ra3 第三倍率调整电阻

Ra4 第四倍率调整电阻

130 直流测量模块

131 第二倍率调整模块

1311 第三放大单元

A5 第五输入端

A6 第六输入端

O3 第三输出端

Ra5 第五倍率调整电阻

Ra6 第六倍率调整电阻

Ra7 第七倍率调整电阻

Ra8 第八倍率调整电阻

132 滤波模块

1321 第四放大单元

A7 第七输入端

A8 第八输入端

O4 第四输出端

Rf1 第一滤波电阻

Rf2 第二滤波电阻

Cf1 第一滤波电容

Cf2 第二滤波电容

Cx 直流测量电容

Rx 直流测量电阻

200 电子装置

210 转换模块

211 转换单元

212 逆变单元

220 控制单元

Vin 输入端

Vo 输出端

Ii 输入电流

Io 输出电流

Sc 控制信号

Lin 输入端电感

Lo 输出端电感

L 等效电感

DCR 直流等效阻抗

Vis1 第一输入电压信号

Vos1 第一输出电压信号

Vis2 第二输入电压信号

Vos2 第二输出电压信号

Iic1 第一输入电流命令

Ioc1 第一输出电流命令

Iic2 第二输入电流命令

Ioc2 第二输出电流命令

Vref 参考电压

S10～S50 步骤

具体实施方式

兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下：

请参阅图2A为本发明电流检测装置第一实施例检测方块示意图。该电流检测装置100可测量一电子装置200的一输入电流Ii或一输出电流Io。该电流检测装置100包括一电流感测模块110、一电流检测模块120以及一直流测量模块130，该电流检测模块120连接该电流感测模块110与该直流测量模块130。以输入电流Ii为例，当该输入电流Ii流过该电流感测模块110与该直流测量模块130时，该电流感测模块110会感测到一第一输入电压信号Vis1，且该直流测量模块130会测量到一第二输入电压信号Vis2。该电流检测模块120接收该第一输入电压信号Vis1以及该第二输入电压信号Vis2，且转换该第一输入电压信号Vis1为一第一输入电流命令Iic1，以及转换该第二输入电压信号Vis2为一第二输入电流命令Iic2。值得一提，该电流检测装置100也可依上述方式测量该输出电流Io，当该输出电流Io流过该电流感测模块110与该直流测量模块130时，该电流感测模块110会感测到一第一输出电压信号Vos1，且该直流测量模块130会测量到一第二输出电压信号Vos2。该电流检测模块120接收该第一输出电压信号Vos1以及该第二输出电压信号Vos2，且转换该第一输出电压信号Vos1为一第一输出电流命令Ioc1，以及转换该第二输出电压信号Vos2为一第二输出电流命令Ioc2。因此，该电流检测装置100的该电流感测模块110与该直流测量模块130可单独测量该电子装置200的该输入电流Ii，或单独测量该电子装置200的该输出电流Io，或同时测量该电子装置200的该输入电流Ii以及该输出电流Io。

以图2A为例，该电流检测装置100同时测量该电子装置200的该输入电流Ii以及该输出电流Io。该电子装置200包含有一输入端Vin以及一输出端Vo。且该电子装置200内部包含有一转换模块210，以及一控制单元220。该控制单元220藉由一控制信号Sc控制该转换模块210由该输入端Vin输入的一输入电压转换为一输出电压输出至该输出端Vo。该电流感测模块110以及该直流测量模块130分别设于该输入端Vin与该输出端Vo的路径上，以测量该输入电流Ii以及该输出电流Io。

以该输入端Vin为例，该电流感测模块110利用一线圈电磁耦合于该输入端Vin的路径上，且感测对应于该输入电流Ii交流成分微分后的该第一输入电压信号Vis1，并将感测结果传送至该电流检测模块120。该电流检测模块120将该第一输入电压信号Vis1转换为该第一输入电流命令Iic1，该第一输入电流命令Iic1为该输入电流Ii交流成分的信号。该电流检测装置100更包含该直流测量模块130，以感测该电子装置200的该输入电流Ii的该第二输入电压信号Vis2，并将感测结果传送至该电流检测模块120。该电流检测模块120将该第二输入电压信号Vis2转换为该第二输入电流命令Iic2，该第二输入电流命令Iic2为该输入电流Ii直流成分的信号。该电流检测模块120将该第一输入电流命令Iic1与该第二输入电流命令Iic2输出至该电子装置200内的该控制单元220。该控制单元依据该第一输入电流命令Iic1与该第二输入电流命令Iic2调整该控制信号Sc，并输出至该转换模块210。值得一提，该第一输入电流命令Iic1为该输入电流Ii交流成分的信号，该第二输入电流命令Iic2为该输入电流Ii直流成分的信号。因此该第一输入电流命令Iic1加上该第二输入电流命令Iic2为等比例缩小或放大的该输入电流Ii的信号。

值得一提，该输出端Vo的电流感测所使用的装置及方法与该输入端Vin相同，该电流感测模块110感测对应于该输出电流Io交流成分微分后的该第一输出电压信号Vos1，该电流检测模块120将该第一输出电压信号Vos1转换为一第一输出电流命令Ioc1，该第一输出电流命令Ioc1为该输出电流Io交流成分的信号。该直流测量模块130感测该输出电流Io的该第二输出电压信号Vos2，该电流检测模块120将该第二输出电压信号Vos2转换为一第二输出电流命令Ioc2，该第二输出电流命令Ioc2为该输出电流Io直流成分的信号。该电流检测模块120将该第一输出电流命令Ioc1与该第二输出电流命令Ioc2输出至该电子装置200内的该控制单元220。该控制单元依据该第一输出电流命令Ioc1与该第二输出电流命令Ioc2调整该控制信号Sc，并输出至该转换模块210。值得一提，该第一输出电流命令Ioc1为该输出电流Io交流成分的信号，该第二输出电流命令Ioc2为该输出电流Io直流成分的信号。因此该第一输出电流命令Ioc1加上该第二输出电流命令Ioc2为等比例缩小或放大的该输出电流Io的信号。

请参阅图2B为本发明电流感测模块构造图。复配合参阅图2A，该电流感测模块110包含一骨架111，以及环绕于该骨架111上的一线圈112。如图2B所示，该骨架111环绕于该电子装置200的该输入端Vin或该输出端Vo的路径上。当该骨架111环绕于该电子装置200的该输入端Vin的路径上时，该线圈112因电磁感应感测该输入端Vin对应于该输入电流Ii交流成分微分后的该第一输入电压信号Vis1。当该骨架111环绕于该电子装置200的该输出端Vo的路径上时，该线圈112因电磁感应感测该输出端Vo对应于该输出电流Io交流成分微分后的该第一输出电压信号Vos1。如图2B所示，该电流感测模块110因无须利用任何半导体元件，故可省去半导体元件的成本，进而降低该电子装置200的整体电路成本。值得一提，该电流感测模块110可为由导磁材料(例如环形铁心(Ring core))的骨架111绕上线圈112所制作的电流感测模块110，或为由非导磁材料(例如采用罗氏线圈(Rogowski coil)的电流感测模块)的骨架111绕上线圈112所制作的电流感测模块110。于本实施例中，主要以线圈电磁感应输入或输出电流，不限定骨架111的材料与形状，举凡可以实现此功效的元件皆应包含在本实施例的范畴中。

请参阅图3A为本发明直流测量模块第一实施例电路图。复配合参阅图2A，该直流测量模块130系连接于该电子装置200的输入端电感Lin两端(或输出端电感Lo两端)以及该电流检测模块120的两个导线线段。当该直流测量模块130连接于该电子装置200的输入端电感Lin两端时，该直流测量模块130测量该电子装置200连接点的该第二输入电压信号Vis2。当该直流测量模块130连接于该电子装置200的输出端电感Lo两端时，该直流测量模块130测量该电子装置200连接点的该第二输出电压信号Vos2。并将该第二输入电压信号Vis2或该第二输出电压信号Vos2传送至该电流检测模块120。该电流检测模块120将该第二输入电压信号Vis2转换为该第二输入电流命令Iic2，该第二输出电压信号Vos2转换为该第二输出电流命令Ioc2，并输出该第二输入电流命令Iic2或该第二输出电流命令Ioc2至该控制单元220。

请参阅图3B为本发明直流测量模块第二实施例电路图，复配合参阅图2A，该直流测量模块130包括一直流测量电容Cx与一直流测量电阻Rx。以该输入端Vin为例，该直流测量电容Cx的一端连接该电子装置200输入端电感Lin的一端。该直流测量电阻Rx的一端连接该直流测量电容Cx的另一端，该直流测量电阻Rx的另一端连接该电子装置200输入端电感Lin的另一端。该直流测量电容Cx两端连接该电流检测模块120，且测量该第二输入电压信号Vis2至该电流检测模块120。该电流检测模块120将该第二输入电压信号Vis2转换为该第二输入电流命令Iic2，并输出该第二输入电流命令Iic2至该控制单元220。值得一提，该输出端Vo的该直流测量模块130第二实施例的电路结构与该输入端Vin相同，该直流测量电容Cx的一端连接该电子装置200输出端电感Lo的一端。该直流测量电阻Rx的一端连接该直流测量电容Cx的另一端，该直流测量电阻Rx的另一端连接该电子装置200输出端电感Lo的另一端。该直流测量电容Cx两端连接该电流检测模块120，且测量该第二输出电压信号Vos2至该电流检测模块120。该电流检测模块120将该第二输出电压信号Vos2转换为该第二输出电流命令Ioc2，并输出该第二输出电流命令Ioc2至该控制单元220。

如图3A、3B所示，该电子装置200的输入端电感Lin或输出端电感Lo具有一等效电感L与一直流等效阻抗DCR。当电流流过该电子装置200的输入端电感Lin或输出端电感Lo时，会有一压降于该等效电感L与该直流等效阻抗DCR上。该电流检测模块120转换该第二输入电压信号Vis2为该第二输入电流命令Iic2，转换该第二输出电压信号Vos2为该第二输出电流命令Ioc2，且该第二输入电流命令Iic2与该第二输出电流命令Ioc2主要是由该直流等效阻抗DCR上的电压所转换。因此，该第二输入电流命令Iic2为该电子装置200的输入端电感Lin上电流的直流成分，且该第二输出电流命令Ioc2为该电子装置200的输出端电感Lo上电流的直流成分。值得一提，该输入端电感Lin可为该电子装置200的升压转换模块的电感，而该输出端电感Lo可为该电子装置200的输出滤波电感，如此不需要额外的电阻来检测电流，亦无额外的损耗。

请参阅图4为本发明电流检测模块电路图，复配合参阅图2A～3B，该电流检测模块120包括一积分模块121、一第一倍率调整模块122、一第二倍率调整模块131以及一滤波模块132。以该输入端Vin为例，该积分模块121连接该线圈112，并转换该输入端Vin对应于该输入电流Ii交流成分微分后的该第一输入电压信号Vis1。该第一倍率调整模块122连接该积分模块121，并调整经过该积分模块121后信号的倍率为该第一输入电流命令Iic1。如图4所示，该积分模块121包括一第一积分电阻Ri1、一第一放大单元1211、一第二积分电阻Ri2以及一第一积分电容Ci1。该第一积分电阻Ri1的一端连接该线圈112的一端。该第一放大单元1211具有一第一输入端A1、一第二输入端A2以及一第一输出端O1，该第一输入端A1连接该第一积分电阻Ri1的另一端，该第二输入端A2连接该线圈112的另一端与一接地端之间。该第二积分电阻Ri2的一端连接该第一输入端A1，该第二积分电阻Ri2的另一端连接该第一输出端O1。该第一积分电容Ci1的一端连接该第一输入端A1，该第一积分电容Ci1的另一端连接该第一输出端O1。该第一倍率调整模块122包括一第一倍率调整电阻Ra1、一第二倍率调整电阻Ra2、一第二放大单元1221、一第三倍率调整电阻Ra3以及一第四倍率调整电阻Ra4。该第一倍率调整电阻Ra1的一端连接该第一输出端O1，且该第二倍率调整电阻Ra2的一端连接该第二输入端。该第二放大单元1221具有一第三输入端A3、一第四输入端A4以及一第二输出端O2，该第三输入端A3连接该第一倍率调整电阻Ra1的另一端，该第四输入端A4连接第二倍率调整电阻Ra2的另一端。该第三倍率调整电阻Ra3的一端连接该第三输入端A3，该第三倍率调整电阻Ra3的另一端连接该第二输出端O2。该第四倍率调整电阻Ra4的一端连接该第四输入端A4，该第四倍率调整电阻Ra4的另一端连接一参考电压Vref。

值得一提，该输出端Vo的电流检测模块120以及内部的该积分模块121与该第一倍率调整模块122的电路结构相同于该输入端Vin，在此不再赘述。此外，于本实施例中，不限定该积分模块121与该第一倍率调整模块122需以上述电路结构所构成。例如(但不限于)该积分模块可移除该第二积分电阻Ri2，以及该第一倍率调整模块122可为晶体管组成一差动放大电路。因此，举凡可以实现积分与放大功效的电路结构皆应包含在本实施例的范畴中。

如图4所示，复配合参阅图2A～3B，该电流检测模块120更包含一第二倍率调整模块131与一滤波模块132。以输入端Vin为例，该电流检测模块120转换该输入端电感Lin上对应于该输入电流Ii的该第二输入电压信号Vis2为该第二输入电流命令Iic2。该第二输入电流命令Iic2为该输入电流Ii直流成分的信号。该第二倍率调整模块131包括一第五倍率调整电阻Ra5、一第六倍率调整电阻Ra6、一第三放大单元1311、一第七倍率调整电阻Ra7以及一第八倍率调整电阻Ra8。该第五倍率调整电阻Ra5的一端连接该电子装置200输入端电感Lin的一端或该直流测量电容Cx的一端。该第六倍率调整电阻Ra6的一端连接该电子装置200输入端电感Lin的另一端或该直流测量电容Cx的另一端。该第三放大单元1311具有一第五输入端A5、一第六输入端A6以及一第三输出端O3，该第五输入端A5连接该第五倍率调整电阻Ra5的另一端，该第六输入端A6连接第六倍率调整电阻Ra6的另一端。该第七倍率调整电阻Ra7的一端连接该第五输入端A5，该第七倍率调整电阻Ra7的另一端连接该第三输出端O3。该第八倍率调整电阻Ra8的一端连接该第六输入端A6，该第八倍率调整电阻的另一端连接接地端。该滤波模块132包括一第一滤波电阻Rf1、一第二滤波电阻Rf2、一第一滤波电容Cf1、一第四放大单元1321以及一第二滤波电容Cf2。该第一滤波电阻Rf1的一端连接该第三输出端O3，该第二滤波电阻Rf2的一端连接该第一滤波电阻Rf1的另一端，该第一滤波电容Cf1的一端连接该第一滤波电阻Rf1的另一端。该第四放大单元1321具有一第七输入端A7、一第八输入端A8以及一第四输出端O4，该第七输入端A7与该第四输出端O4连接该第一滤波电容Cf1的另一端，该第八输入端A8连接该第二滤波电阻Rf2的另一端。该第二滤波电容Cf2的一端连接该第八输入端A8，该第二滤波电容Cf2的另一端连接接地端。

值得一提，该输出端Vo的电流检测模块120以及内部的该第二倍率调整模块131与该滤波模块132的电路结构相同于该输入端Vin，在此不再赘述。此外，于本实施例中，也不限定该第二倍率调整模块131与该滤波模块132需以上述电路结构所构成。例如(但不限于)该第二倍率调整模块131可为晶体管组成一差动放大电路，以及该滤波模块132为低通滤波器，因此可依使用需求应用不同种类的低通滤波器。因此，举凡可以实现放大功与滤波功效的电路结构皆应包含在本实施例的范畴中。

如图4所示，复配合参阅图2A～3B。以输入端Vin为例，当该电流感测模块110与该直流测量模块130检测到该电子装置200的该输入电流Ii时，该电流感测模块110因电磁感应输出对应于该输入电流Ii交流成分微分且等比例缩小或放大的第一输入电压信号Vis1。该第一输入电压信号Vis1经过该电流检测模块120的该积分模块121积分后还原成该输入电流Ii交流成分等比例缩小或放大的电流信号。再经由该第一倍率调整模块122调整倍率，且藉由该参考电压Vref调整准位后，输出该第一输入电流命令Iic1，该第一输入电流命令Iic1为该输入电流Ii的交流成分。该直流测量模块130输出对应于该输入电流Ii的第二输入电压信号Vis2。该第二输入电压信号Vis2经过该第二倍率调整模块131调整该第二输入电压信号Vis2的倍率后，并藉由该滤波模块132滤除高频成分，且输出该输入电流Ii直流成分的第二输入电流命令Iic2。该电流检测模块120输出该第一输入电流命令Iic1与该第二输入电流命令Iic2至该控制单元220，该控制单元依据该第一输入电流命令Iic1与该第二输入电流命令Iic2调整该控制信号Sc，并输出至该转换模块210。

值得一提，该输出端Vo的电流检测模块120的检测方法相同于该输入端Vin，在此不再赘述。此外，该第一倍率调整模块122仅为调整信号的倍率(等比例缩小或放大)，因此不限定该第一倍率调整模块122需连接于该积分模块121之后。例如(但不限于)该第一倍率调整模块122可于该积分模块121之前。再者，于本实施例中，也不限定该第二倍率调整模块131需连接于该滤波模块132之前。例如(但不限于)该第二倍率调整模块131可于该滤波模块132之后，或仅以本领域技术人员熟悉的任一低通滤波模块来同时完成滤波与倍率调整即可。

请参阅图5为本发明电流检测装置第二实施例电路图，复配合参阅图2A～4，该电流检测装置100的第二实施例为第一实施例的延伸应用。该电子装置200包含一转换模块210与一控制单元220。该转换模块210包含一转换单元211与一逆变单元212。且该转换单元连接该逆变单元212，该控制单元220以一控制信号Sc控制该转换单元211与该逆变单元212。该转换单元211为单相输入，因此该电流检测装置100若要检测该该电子装置200的输入电流，需于输入端Vin装设一电流感测模块110与一直流测量模块130。该逆变单元212为三相输出，因此该电流检测装置100若要检测该该电子装置200的输出电流，需于每相输出端Vo各别装设一电流感测模块110与一直流测量模块130。该输入端Vin的电流检测模块120接收该电流感测模块110与该直流测量模块130所感测到的该第一输入电压信号Vis1与该第二输入电压信号Vis2，并转换该第一输入电压信号Vis1与该第二输入电压信号Vis2为该第一输入电流命令Iic1与该第二输入电流命令Iic2。该三组输出端Vo的电流检测模块120各别接收三组该电流感测模块110与三组该直流测量模块130所感测到的三组该第一输出电压信号Vos1与三组该第二输出电压信号Vos2，并转换三组该第一输出电压信号Vos1与三组该第二输出电压信号Vos2为该第一输出电流命令Ios1与该第二输出电流命令Ioc2。该控制单元220接收该第一输入电流命令Iic1、该第二输入电流命令Iic2、该第一输出电流命令Ioc1与该第二输出电流命令Ioc2，并依据该第一输入电流命令Iic1、该第二输入电流命令Iic2、该第一输出电流命令Ioc1与该第二输出电流命令Ioc2调整该控制信号Sc。

值得一提，该逆变单元212为三相输出，因此该电流感测模块110与该直流测量模块130会各别感应三组不同的第一输出电压信号Vos1与第二输出电压信号Vos2。但为方便叙述，于本实施例中，三组不同的第一输出电压信号Vos1与第二输出电压信号Vos2以同一标号所标示。此外，如图5所示，该电流检测模块120接收一组输入端Vin的该第一输入电压信号Vis1与第二输入电压信号Vis2，以及接收三组该第一输出电压信号Vos1与第二输出电压信号Vos2。因此该电流检测模块120对应设置四组积分模块121、第一倍率调整模块122、第二倍率调整模块131以及滤波模块132，以分别处理该第一输入电压信号Vis1、该第二输入电压信号Vis2、三组该第一输出电压信号Vos1与三组该第二输出电压信号Vos2。再者，依据本实施例可知，该电流检测装置100不仅能测量单一输入电流Ii，以及单一输出电流Io，该电子装置200的输入或输出组数可以是任意组合。例如但不限于，该电子装置200可以为三输入单输出或多输入多输出。

请参阅图6为本发明电流检测装置第一实施例检测方法的流程图，复配合参阅图4～5。该电流检测装置100的检测方法，测量该电子装置200的一输入电流Ii或一输出电流Io大小，该检测方法包括：首先，提供一电流感测模块110，该电流感测模块110感测该电子装置100对应于该输入电流Ii的交流成分微分，且等比例缩小或放大的一第一输入电压信号Vis1，或该输出电流Io的交流成分微分，且等比例缩小或放大的一第一输出电压信号Vos1(S10)。该电流感测模块100内的一骨架111环绕于该电子装置100的输入端Vin或输出端Vo路径上，并藉由该骨架111上的一线圈112感测该电子装置100的输入端Vin或输出端Vo路径上的电流为该第一输入电压信号Vis1或该第一输出电压信号Vos1。然后，感测该电子装置100对应于该输入电流Ii的一第二输入电压信号Vis2，或该输出电流Io的一第二输出电压信号Vos2(S20)。该直流测量模块130连接于该电子装置100的输入端电感Lin两端，以及该电流检测模块120，以测量该第二输入电压信号Vis2。或该直流测量模块130连接于该电子装置100的输出端电感Lo两端，以及该电流检测模块120，以测量该第二输出电压信号Vos2。然后，将该第一输入电压信号Vis1积分且调整倍率为一第一输入电流命令Iic1，或将该第一输出电压信号Vos1积分且调整倍率为一第一输出电流命令Ioc1(S30)。该电流检测装置100通过一电流检测模块120内的一积分模块121与一第一倍率调整模块122将该第一输入电压信号Vis1或该第一输出电压信号Vos1积分且调整倍率为该第一输入电流命令Iic1或该第一输出电流命令Ioc1。然后，调整倍率及滤波该第二输入电压信号Vis2为一第二输入电流命令Iic2，或调整倍率及滤波该第二输出电压信号Vos2为一第二输出电流命令Ioc2(S40)。该电流检测装置100通过一电流检测模块120内的一第二倍率调整模块131调整该第二输入电压信号Vis2或该第二输出电压信号Vos2，并通过一滤波模块132滤波为该第二输入电流命令Iic2或该第二输出电流命令Ioc2。最后，输出该第一输入电流命令Iic1与该第二输入电流命令Iic2，或该第一输出电流命令Ioc1与该第二输出电流命令Ioc2至该电子装置200内的一控制单元220(S50)。该控制单元220依据该第一输入电流命令Iic1、该第一输出电流命令Ioc1、该第二输入电流命令Iic2调整一控制信号Sc，并由该控制信号Sc控制该电子装置100。

综上所述，本发明具有以下的优点：

1、利用具简单结构的电流检测装置100即可测量输入或是输出电流，以取代霍尔电流传感器(Hall Current Sensor)，降低成本。

2.利用分别设置的电流感测模块及直流测量模块，即可测量输入或是输出交流成分及其直流成分，提高测量精确度。

以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述的申请专利范围为准，凡合于本发明申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包括于本发明的范畴中，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种电流检测装置，其特征在于，连接于一电子装置，以测量该电子装置的一输入电流或一输出电流大小，该电子装置包含一输入端电感与一输出端电感，该电流检测装置包括：

一电流感测模块，至少包含一线圈，且该线圈电磁耦合于该电子装置输入端的路径上，并感测一第一输入电压信号；或电磁耦合于该电子装置输出端的路径上，并感测一第一输出电压信号；

一直流测量模块，测量该输入端电感的一第二输入电压信号；或测量该输出端电感的一第二输出电压信号；及

一电流检测模块，连接该线圈与该直流测量模块，以将该第一输入电压信号转换为一第一输入电流命令，该第二输入电压信号转换为一第二输入电流命令；或将该第一输出电压信号转换为一第一输出电流命令，该第二输出电压信号转换为一第二输出电流命令；该电流检测模块输出该第一输入电流命令与该第二输入电流命令，或该第一输出电流命令与该第二输出电流命令至该电子装置内的一控制单元；

其中，该第一输入电流命令为该输入电流的交流成分，该第一输出电流命令为该输出电流的交流成分，该第二输入电流命令为该输入电流的直流成分，该第二输出电流命令为该输出电流的直流成分。

2.如权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，该第一输入电压信号对应于该输入电流的交流成分的微分信号；该第一输出电压信号为对应于该输出电流的交流成分的微分信号。

3.如权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，该电流检测模块更包括：

一积分模块，连接该线圈；

一第一倍率调整模块，连接该积分模块与该控制单元之间；

一第二倍率调整模块，连接该直流测量模块；及

一滤波模块，连接该第二倍率调整模块与该控制单元之间。

4.如权利要求3所述的电流检测装置，其中该积分模块将该第一输入电压信号或该第一输出电压信号积分，且该电流检测模块通过该第一倍率调整模块调整倍率，以产生该第一输入电流命令或该第一输出电流命令。

5.如权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于，该第二倍率调整模块将该第二输入电压信号或该第二输出电压信号调整倍率，且该电流检测模块通过该滤波模块滤波，以产生该第二输入电流命令或该第二输出电流命令。

6.如权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于，该积分模块更包括：

一第一积分电阻，该第一积分电阻的一端连接该线圈的一端；

一第一放大单元，具有一第一输入端、一第二输入端以及一第一输出端，该第一输入端连接该第一积分电阻的另一端，该第二输入端连接该线圈的另一端与接地端之间；

一第二积分电阻，该第二积分电阻的一端连接该第一输入端，该第二积分电阻的另一端连接该第一输出端；及

一第一积分电容，该第一积分电容的一端连接该第一输入端，该第一积分电容的另一端连接该第一输出端。

7.如权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于，该第一倍率调整模块更包括：

一第一倍率调整电阻，该第一倍率调整电阻的一端连接该第一输出端；

一第二倍率调整电阻，该第二倍率调整电阻的一端连接该第二输入端；

一第二放大单元，具有一第三输入端、一第四输入端以及一第二输出端，该第三输入端连接该第一倍率调整电阻的另一端，该第四输入端连接第二倍率调整电阻的另一端；

一第三倍率调整电阻，该第三倍率调整电阻的一端连接该第三输入端，该第三倍率调整电阻的另一端连接该第二输出端；及

一第四倍率调整电阻，该第四倍率调整电阻的一端连接该第四输入端，该第四倍率调整电阻的另一端连接一参考电压。

8.如权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于，该直流测量模块连接于该电子装置的输入端电感两端或输出端电感两端，以及该电流检测模块。

9.如权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于，该直流测量模块更包括：

一直流测量电容，该直流测量电容的一端连接该电子装置输入端电感的一端或输出端电感的一端；

一直流测量电阻，该直流测量电阻的一端连接该直流测量电容的另一端，该直流测量电阻的另一端连接该电子装置输入端电感的另一端或输出端电感的另一端；

其中，该直流测量电容两端连接该电流检测模块。

10.如权利要求8所述的电流检测装置，其特征在于，该第二倍率调整模块更包括：

一第五倍率调整电阻，该第五倍率调整电阻的一端连接该电子装置输入端电感的一端或输出端电感的一端；

一第六倍率调整电阻，该第六倍率调整电阻的一端连接该电子装置输入端电感的另一端或输出端电感的另一端；

一第三放大单元，具有一第五输入端、一第六输入端以及一第三输出端，该第五输入端连接该第五倍率调整电阻的另一端，该第六输入端连接第六倍率调整电阻的另一端；

一第七倍率调整电阻，该第七倍率调整电阻的一端连接该第五输入端，该第七倍率调整电阻的另一端连接该第三输出端；及

一第八倍率调整电阻，该第八倍率调整电阻的一端连接该第六输入端，该第八倍率调整电阻的另一端连接接地端。

11.如权利要求8所述的电流检测装置，其特征在于，该滤波模块更包括：

一第一滤波电阻，该第一滤波电阻的一端连接该第三输出端；

一第二滤波电阻，该第二滤波电阻的一端连接该第一滤波电阻的另一端；

一第一滤波电容，该第一滤波电容的一端连接该第一滤波电阻的另一端；

一第四放大单元，具有一第七输入端、一第八输入端以及一第四输出端，该第七输入端与该第四输出端连接该第一滤波电容的另一端，该第八输入端连接该第二滤波电阻的另一端；

一第二滤波电容，该第二滤波电容的一端连接该第八输入端，该第二滤波电容的另一端连接接地端。

12.如权利要求9所述的电流检测装置，其特征在于，该第二倍率调整模块更包括：

一第五倍率调整电阻，该第五倍率调整电阻的一端连接该直流测量电容的一端；

一第六倍率调整电阻，该第六倍率调整电阻的一端连接该直流测量电容的另一端；

一第三放大单元，具有一第五输入端、一第六输入端以及一第三输出端，该第五输入端连接该第五倍率调整电阻的另一端，该第六输入端连接第六倍率调整电阻的另一端；

一第七倍率调整电阻，该第七倍率调整电阻的一端连接该第五输入端，该第七倍率调整电阻的另一端连接该第三输出端；及

一第八倍率调整电阻，该第八倍率调整电阻的一端连接该第六输入端，该第八倍率调整电阻的另一端连接接地端。

13.如权利要求9所述的电流检测装置，其特征在于，该滤波模块更包括：

一第一滤波电阻，该第一滤波电阻的一端连接该第三输出端；

一第二滤波电阻，该第二滤波电阻的一端连接该第一滤波电阻的另一端；

一第一滤波电容，该第一滤波电容的一端连接该第一滤波电阻的另一端；

一第四放大单元，具有一第七输入端、一第八输入端以及一第四输出端，该第七输入端与该第四输出端连接该第一滤波电容的另一端，该第八输入端连接该第二滤波电阻的另一端；

一第二滤波电容，该第二滤波电容的一端连接该第八输入端，该第二滤波电容的另一端连接接地端。

14.一种电流检测装置的检测方法，其特征在于，测量一电子装置的一输入电流或一输出电流大小，该检测方法包括：

(a)提供一电流感测模块，该电流感测模块感测该电子装置对应于该输入电流的交流成分微分，且等比例缩小或放大的一第一输入电压信号，或该输出电流的交流成分微分，且等比例缩小或放大的一第一输出电压信号；

(b)感测该电子装置对应于该输入电流的一第二输入电压信号，或该输出电流的一第二输出电压信号；

(c)对该第一输入电压信号积分且调整倍率，以产生一第一输入电流命令，或对该第一输出电压信号积分且调整倍率，以产生一第一输出电流命令；

(d)对该第二输入电压信号调整倍率及滤波为一第二输入电流命令，或对该第二输出电压信号调整倍率及滤波为一第二输出电流命令；

(e)输出该第一输入电流命令与该第二输入电流命令至该电子装置内的一控制单元，或输出该第一输出电流命令与该第二输出电流命令至该电子装置内的该控制单元。