CN110174545A - 一种复用电流检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电流检测技术领域,尤其涉及一种复用电流检测电路,其中包括:一负载;一电流采样电路,连接于输入电压与负载之间,于一开关器件的作用下,对负载输入的电流进行采样,以输出一电流采样信号;一电流比较电路,连接于电流采样电路的信号输出端与复用电流检测电路的信号输出端之间,用以对电流采样信号与来自一第一电源的第一参考信号进行比较,以根据负载的输入电流进行选择输出所述电流比较电路的工作状态。本发明的有益效果:通过复用了电流采样电路和电流比较电路,使得智能芯片的面积减小,节省了智能芯片的面积,同时,由于电路的复用使得节省下来的智能芯片面积可以用来提高智能芯片的精度。

Description

一种复用电流检测电路
技术领域
本发明涉及电流检测技术领域,尤其涉及一种复用电流检测电路。
背景技术
随着科学技术发展,智能芯片的制造技术也越来越完善,各种智能芯片被用于我们生活以及科研发展中,芯片功能的多样性使得芯片的外围电路也变得十分丰富,一个智能芯片往往会包括很多的外围电路。有的外围电路是用来检测负载是否过电流,有的电路用来检测负载是否轻载。
传统的过电流检测时,通常电流比较大,需要的采样电阻阻值较小,但是对于轻载电流检测时,通常电流较小,需要的采样电阻阻值较大,两者电流相差较大,为了获得较好的精度,通常都比较消耗电路面积,以制作成本换取精度的提升,因此亟需一种复用电流检测电路,使得智能芯片的成本下降,同时由于模块的复用,使得智能芯片的功耗也随之降低了。
发明内容
针对现有技术存在的问题和弊端,本发明现提出一种复用电流检测电路。
具体技术方案如下:
一种复用电流检测电路,其中包括:
一负载;
一电流采样电路,连接于输入电压与所述负载之间,于一开关器件的作用下,对所述负载输入的电流进行采样,以输出一电流采样信号;
一电流比较电路,连接于所述电流采样电路的信号输出端与所述复用电流检测电路的信号输出端之间,用以对所述电流采样信号与来自一第一电源的第一参考信号进行比较,以根据所述负载的输入电流进行选择输出所述电流比较电路的工作状态。
进一步的,所述电流采样电路包括:
一电压源,所述电压源的输出端连接一恒流源,为所述电流采样电路提供恒定电流;
一第一电阻,所述第一电阻连接于第一引脚端和第二引脚端之间,所述恒流源的第一端连接至所述第一引脚端,所述恒流源的第二端连接至所述第二引脚端;
所述负载连接至所述第二引脚端;
一第二电阻,通过一第三电阻连接于接地端;
一MOS管,所述MOS管的漏极连接于所述第二电阻与所述第三电阻之间,所述MOS管的源极连接接地端,所述MOS管的栅极连接所述复用电流检测电路的信号输出端。
进一步的,所述电流比较电路包括:
一比较器,所述比较器的正相输入端连接至所述电流采样电路的信号输出端,所述比较器的反相输入端连接一第一电源的正极,所述第一电源的负极连接接地端;
一第一触发器,所述第一触发器的输入端连接所述比较器的输出端,所述第一触发器的控制端连接一第二电源的正极,所述第二电源负极接地;
一第二触发器,所述第二触发器的输入端连接所述第一触发器的输出端,所述第二触发器的控制端连接所述第二电源的正极,所述第二触发器的输出端连接所述复用电流检测电路的信号输出端。
进一步的,于所述电流采样电路中:
当所述MOS管导通时,所述电流采样电路的电流增益为第一类增益;
当所述MOS管截止时,所述电流采样电路的电流增益为第二类增益。
进一步的,所述第一类增益通过以下公式表示:
G1=R2/R1*Iload
其中,
G1用于表示所述电流采样电路的第一类增益值;
R2用于表示所述第二电阻的阻值;
R1用于表示所述第一电阻的阻值;
Iload用于表示所述负载的电流。
进一步的,所述电流采样电路第二类增益为:
G2=(R3+R2)/R1*Iload
其中,
G2用于表示所述电流采样电路的第二类增益值;
R2用于表示第二电阻的阻值;
R1用于表示第一电阻的阻值;
R3用于表示第三电阻的阻值;
Iload用于表示所述负载的电流。
进一步的,所述负载包括正常运行、轻载、过载三种运行状态;
于所述负载正常运行时:
当采用所述第二类增益时,所述比较器输出为1;
当采用所述第一类增益时,所述比较器输出为0;
其中,所述第一类增益和所述第二类增益相互切换。
进一步的,于所述负载轻载时:
当采用所述第二类增益时,所述比较器输出为0;
其中,所述第一类增益和所述第二类增益不能相互切换。
进一步的,于所述负载过载时:
当采用所述第二类增益时,所述比较器输出为1;
当采用所述第一类增益时,所述比较器输出为1;
其中,所述第一类增益和所述第二类增益不能相互切换。
上述技术方案的有益效果:
通过复用了电流采样电路和电流比较电路,使得智能芯片的面积减小,节省了智能芯片的面积,同时,由于电路的复用使得节省下来的智能芯片面积可以用来提高智能芯片的精度,进一步的,由于电路的复用使得智能芯片的功耗也随之降低,减少了智能芯片的工作压力,加快了智能芯片的数据处理进程。
附图说明
图1为本发明提供的一种复用电流检测电路图;
图2为本发明提供的负载正常运行状态下的电流电压图;
图3为本发明提供的负载轻载运行状态下的电流电压图;
图4为本发明提供的负载过载运行状态下的电流电压图。
附图中:1、负载;2、电流采样电路;21、恒流源;3、电流比较电路;31、比较器;32、第一触发器;33、第二触发器;4、复用电流检测电路的信号输出端。
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的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。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
如图1所示,一种复用电流检测电路,其中包括:
一负载1;
一电流采样电路2,连接于输入电压与负载1之间,于一开关器件MOS管M的作用下,对负载1输入的电流进行采样,以输出一电流采样信号;
一电流比较电路3,连接于电流采样电路2的信号输出端与复用电流检测电路的信号输出端4之间,用以对电流采样信号与来自一第一电源U1的第一参考信号进行比较,以根据负载1的输入电流进行选择输出电流比较电路的工作状态。
上述技术方案中,通过电流采样电路2连接于负载1和输入电压之间,在开关器件MOS管M的作用下,对负载1的输入电流进行采样,输出一电流采样信号,同时,利用电流比较电路3用来对电流采样信号进行比较,根据负载1的输入电流进行输出电流比较电路的工作状态,实现了电路的复用,使得智能芯片的面积减小,降低了智能芯片的制作成本,同时使得智能芯片的功耗降低,加快了智能芯片处理数据的速度。
作为优选的实施例,电流采样电路2包括:
一电压源VDD,电压源VDD的输出端连接一恒流源21,为电流采样电路2提供恒定电流;
一第一电阻R1,第一电阻R1连接于第一引脚端SENSEP和第二引脚端SENSEN之间,恒流源21的第一端连接至第一引脚端SENSEP,恒流源21的第二端连接至第二引脚端SENSEN;
负载1连接至第二引脚端SENSEN;
一第二电阻R2,通过一第三电阻R3连接于接地端;
一MOS管M,MOS管M的漏极连接于第二电阻R2与第三电阻R3之间,MOS管M的源极连接接地端,MOS管M的栅极连接复用电流检测电路的信号输出端4。
上述技术方案中,通过接入一电压源VDD保证智能芯片的工作电压,通过MOS管M实现了电流采样电路2的不同增益,利用恒流源21保证电流采样电路2维持恒定的电流,进而实现对负载1电流的采样,并将采样信号经过信号传输至电流比较电路3中,实现电路的复用,节省了智能芯片的面积。
作为优选的实施例,电流比较电路3包括:
一比较器31,比较器的正相输入端连接至电流采样电路2的信号输出端,比较器的反相输入端连接一第一电源U1的正极,第一电源U1的负极连接接地端;
一第一触发器32,第一触发器的输入端D1连接比较器的输出端Q1,第一触发器的控制端CLK1连接一第二电源U2的正极,第二电源U2负极接地;
一第二触发器33,第二触发器的输入端D2连接第一触发器的输出端Q1,第二触发器的控制端CLK2连接第二电源U2的正极,第二触发器的输出端Q2连接复用电流检测电路的信号输出端4。
上述技术方案中,通过将来自电流采样电路中2采集的模拟信号与比较器31的反相输入端的第一电源U1进行比较,输出一数字信号,同时利用第一触发器32和第二触发器33的控制端CLK1和CLK2实现数字信号的进一步输出,为复用电流检测电路的信号的输出端4输出准确的数字信号,使得智能芯片的电路实现了复用,保证了智能芯片的工作效率,节省了智能芯片的功耗。
作为优选的实施例,于电流采样电路2中:
当MOS管M导通时,电流采样电路2的电流增益为第一类增益;
当MOS管M截止时,电流采样电路2的电流增益为第二类增益。
其中,第一类增益通过以下公式表示:
G1=R2/R1*Iload
其中,
G1用于表示电流采样电路2的第一类增益值;
R2用于表示第二电阻的阻值;
R1用于表示第一电阻的阻值;
Iload用于表示负载的电流。
其中,电流采样电路2第二类增益为:
G2=(R3+R2)/R1*Iload
其中,
G2用于表示电流采样电路2的第二类增益值;
R2用于表示第二电阻的阻值;
R1用于表示第一电阻的阻值;
R3用于表示第三电阻的阻值;
Iload用于表示负载的电流。
上述技术方案中,通过MOS管M作为开关元件,实现电流采样电路2的不同增益,在开关器件MOS管M的作用下,对负载1的输入电流进行采样,输出一电流采样信号,并通过具体增益公式,推导出电流采样电路2的具体增益值,进而与第一电源U1进行比较输出采样信号,实现了电路的复用,保证了智能芯片的工作效率,降低了功耗。
作为优选的实施例,负载1包括正常运行、轻载、过载三种运行状态;
于负载1正常运行时:
当采用第二类增益时,比较器输出为1;
当采用第一类增益时,比较器输出为0;
其中,第一类增益和第二类增益相互切换。
于负载1轻载时:
当采用第二类增益时,比较器输出为0;
其中,第一类增益和第二类增益不能相互切换。
于负载1过载时:
当采用第二类增益时,比较器输出为1;
当采用第一类增益时,比较器输出为1;
其中,第一类增益和第二类增益不能相互切换。
上述技术方案中,具体的如图2所示,其中,横坐标代表时间,单位为毫秒,纵坐标分别代表电压和电流,单位分别为伏特和毫安,当负载1正常运行时,如果选择第二类增益,那么比较器31输出为1,经过延时后切换至第一类增益,此时比较器31输出为0,经过延时后再次切换至第二类增益,如此往复,复用电流检测电路的信号输出端4始终保持0和1的切换;
具体的如图3所示,其中,横坐标代表时间,单位为毫秒,纵坐标分别代表电压和电流,单位分别为伏特和毫安,当负载1为轻载状态时,如果选择第二类增益,那么比较器31输出为0,经过延时后不会切换至第一类增益,此时比较器31输出维持0,复用电流检测电路的信号输出端4始终维持0;
具体的如图4所示,其中,横坐标代表时间,单位为毫秒,纵坐标分别代表电压和电流,单位分别为伏特和毫安,当负载1为过载状态时,如果选择第二类增益,那么比较器31输出为1,经过延时后切换至第一类增益,此时比较器31输出为1,再次经过延时后不会切换至第二类增益,复用电流检测电路的信号输出端4始终维持0。以此实现智能芯片后面电路进行相应的逻辑判断,实现了电路的复用,保证了智能芯片的工作效率,节省了智能芯片的面积,减少了智能芯片的成本。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种复用电流检测电路,其特征在于,包括:
一负载;
一电流采样电路,连接于输入电压与所述负载之间,于一开关器件的作用下,对所述负载输入的电流进行采样,以输出一电流采样信号;
一电流比较电路,连接于所述电流采样电路的信号输出端与所述复用电流检测电路的信号输出端之间,用以对所述电流采样信号与来自一第一电源的第一参考信号进行比较,以根据所述负载的输入电流进行选择输出所述电流比较电路的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种复用电流检测电路,其特征在于,所述电流采样电路包括:
一电压源,所述电压源的输出端连接一恒流源,为所述电流采样电路提供恒定电流;
一第一电阻,所述第一电阻连接于第一引脚端和第二引脚端之间,所述恒流源的第一端连接至所述第一引脚端,所述恒流源的第二端连接至所述第二引脚端;
所述负载连接至所述第二引脚端;
一第二电阻,通过一第三电阻连接于接地端;
一MOS管,所述MOS管的漏极连接于所述第二电阻与所述第三电阻之间,所述MOS管的源极连接接地端,所述MOS管的栅极连接所述复用电流检测电路的信号输出端。
3.根据权利要求1所述的一种复用电流检测电路,其特征在于,所述电流比较电路包括:
一比较器,所述比较器的正相输入端连接至所述电流采样电路的信号输出端,所述比较器的反相输入端连接一第一电源的正极,所述第一电源的负极连接接地端;
一第一触发器,所述第一触发器的输入端连接所述比较器的输出端,所述第一触发器的控制端连接一第二电源的正极,所述第二电源负极接地;
一第二触发器,所述第二触发器的输入端连接所述第一触发器的输出端,所述第二触发器的控制端连接所述第二电源的正极,所述第二触发器的输出端连接所述复用电流检测电路的信号输出端。
4.根据权利要求2所述的一种复用电流检测电路,其特征在于,于所述电流采样电路中:
当所述MOS管导通时,所述电流采样电路的电流增益为第一类增益;
当所述MOS管截止时,所述电流采样电路的电流增益为第二类增益。
5.根据权利要求4所述的一种复用电流检测电路,其特征在于,所述第一类增益通过以下公式表示:
G1=R2/R1*Iload
其中,
G1用于表示所述电流采样电路的第一类增益值;
R2用于表示所述第二电阻的阻值;
R1用于表示所述第一电阻的阻值;
Iload用于表示所述负载的电流。
6.根据权利要求4所述的一种复用电流检测电路,其特征在于,所述电流采样电路第二类增益为:
G2=(R3+R2)/R1*Iload
其中,
G2用于表示所述电流采样电路的第二类增益值;
R2用于表示第二电阻的阻值;
R1用于表示第一电阻的阻值;
R3用于表示第三电阻的阻值;
Iload用于表示所述负载的电流。
7.根据权利要求1所述的一种复用电流检测电路,其特征在于,所述负载包括正常运行、轻载、过载三种运行状态;
于所述负载正常运行时:
当采用所述第二类增益时,所述比较器输出为1;
当采用所述第一类增益时,所述比较器输出为0;
其中,所述第一类增益和所述第二类增益相互切换。
8.根据权利要求7所述的一种复用电流检测电路,其特征在于,于所述负载轻载时:
当采用所述第二类增益时,所述比较器输出为0;
其中,所述第一类增益和所述第二类增益不能相互切换。
9.根据权利要求7所述的一种复用电流检测电路,其特征在于,于所述负载过载时:
当采用所述第二类增益时,所述比较器输出为1;
当采用所述第一类增益时,所述比较器输出为1;
其中,所述第一类增益和所述第二类增益不能相互切换。
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