CN1425137A - 测量晶体管控制的负载的电流消耗的电路布置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测量晶体管控制的负载、特别是电动机的电流消耗的电路布置，其中通过测量输出双极晶体管(T1)的控制电流(IL2)实现负载电流的检测。通过在内部测量电阻(RI)上的电压降检测控制电流(IL2)。由于控制电流显著小于负载电流，所以与串联于负载的测量电阻相比损耗功率是低的。此外可以取消控制设备的一个输入端，在该输入端上施加外部的测量电压。

Description

测量晶体管控制的负载的电流消耗的电路布置
本发明涉及测量晶体管控制的负载、特别是电动机的电流消耗的电路布置。如此电路布置的任务是，在负载电路中检测电流，以便由此能够调整负载。通常以串联于负载的测量电阻实现电流的测量，如此在该电阻上可以量取根据关系式U＝R*I正比于电流的测量电压。如此布置的问题在于，在测量电阻中比较大的功率转换为热量，因为测量电阻不允许太小，以便获得足够高的测量电压用于计算。特别是当在负载电路中较大电流的情况下该问题具有重要意义，因为损耗功率随着负载电流的平方增加。
因此本发明的任务是，给出一个电路布置，在该电路布置中由于测量负载电流引起的损耗功率是非常小的，可是其中该电路布置的结构仍然是简单的。
通过一个如此的电路布置解决该任务，具有一个作为电压跟随器连接的输出双极晶体管、一个控制设备用于控制输出晶体管的基极、一个测量电阻和一个测量设备、该设备检测测量电阻上的电压降。对此测量电阻处在输出晶体管的基极-集电极区间并联支路中。
根据本发明的电路布置利用，在作为电压跟随器连接的晶体管中基极控制电流正比于发射极-集电极电流、也就是负载电流。控制电流和负载电流通过所谓的输出晶体管的正向增益彼此耦合，该增益在较宽的范围内几乎是恒定的。从中得出第一较重要的优点，在测量电阻中转换的损耗功率比在按照现技术状况的布置中低大约系数10至50。因此电阻可以毫无问题地集成控制设备中，该设备例如作为集成电路实施。由此得出另一个优点，即通过这种方式可以实现具有较少管角的、包含控制设备的部件，因为可以取消在其上面此外施加测量电压的管角。
在本发明的一个优选扩展中，在一个与电流测量设备连接的计算设备中计算包含在输出晶体管的控制电流中的脉冲。这是有益，即输出晶体管的正向电流增益在通常情况下不是额外已知的。在计算脉中时、在该情况下通常仅仅对其出现的时刻感兴趣、电压或电流的绝对值是无关紧要的。
本发明的另外要素和扩展在从属权利要求中说明。
下面根据实施详细阐述本发明。
图1指出了根据现现有技术的电路布置和
图2指出了根据本发明的电路布置。
图1指出了按照现技术状况的电路布置，其用于控制通风设备电动机1。在驱动电压源UB和参考电位0之间通风设备1、输出晶体管T1和测量电阻RS串联。量取测量电阻RS上的电压并且施加于控制设备3的测量输入端2上。晶体管T1作为电压跟随器连接。由此电压增益大约为1，电流增益hFE典型地处于系数10至50之间。输出晶体管T1的基极与控制设备3的控制输出端4连接。控制设备3的结构主要包括一个控制输出晶体管T1基极电流的控制晶体管T2和一个调整放大器5，其在处于测量输入端2上的电压值的基础上控制这个控制晶体管T2。在控制输入端6上可以施加另外的控制电压UST，其对于通风设备电动机1的控制预先确定一个额定值。
由于负载电流IL是比较大的，因此在测量电阻RS中的损耗功率也是比较大的，如此该电阻基于放热不可以容纳在集成电路中，其包含控制设备3。
根据本发明的电路布置在图2中描述。该电路布置的应用领域与在这个在图1中描述的技术状况一样，也就是说该电路布置用于控制通风设备电动机1。输出晶体管T1不同于在图1中指出的。晶体管T1的集电极不经过测量电阻与参考电位0连接，而是直接连接在参考电位0上。同在现技术状况中一样输出晶体管T1的基极与控制设备13的控制输出端4连接。为了确定负载电流IL根据本发明的电路布置计算晶体管T1的控制电流IT2。如果已知输出晶体管T1的正向增益hFE，则通过与正向增益hFE相乘从控制电流IT2中计算出负载电流IL。可是在本情况下对负载电流的绝对值不太感兴趣，而是相反对转换时刻感兴趣。因此满足，正比于负载电流的电流流经测量电阻，可以以此为出发点，即最小增益大约为10。测量电阻Ri中的损耗功率计算为Ptot＝IT2 2*RI。从中得出电阻RI中的损耗功率显著低于在根据下技术状况的测量电阻RS中的损耗功率。
量取电阻RI上的电压并且供给微分器16，因为应当计算转换脉冲的频率。微分器与调整放大器15连接，其因此获得具有根据转换脉冲频率的脉冲的信号。
调整放大器15另一方面控制控制晶体管T2。在调整放大器15的控制输入端6上存在一个额定频率fst，通过该频率预先确定一个额定值用于控制通风设备发动机1。额定频率fst与提供给微分器16的测量频率进行比较并且在比较的基础上控制输出晶体管T1。代替额定频率fst也可以施加一个额定电压，当然以该电压控制电压控制的振荡器，如此可以再度校准额定频率。
基于在电阻RI中较低的损耗功率该电阻可以集成在控制设备13中。因此可以节省附加的用于连接测量电压的输入端。通过节省测量输入端的管角可以明显降低控制设备的生产费用。
在另一个实施形式中npn晶体管用作输出晶体管。相应地在如此扩展中互换电源电压的极性。前面描述的具有pnp晶体管的变体有该优点，以12V可以驱动通风设备1，而对于控制电路实现5v的供电。在极性相反并且应用npn晶体管的情况下这不再是可能的。
对于具有pnp晶体管的变体控制晶体管是n沟到FET，而在npn晶体管的情况下应用p沟到FET。可是n沟道FET由于其较高的载流子迁移率在一般情况下优选。

Claims (9)

1.测量晶体管控制的负载、特别是电动机的电流消耗的电路布置，具有
-一个输出双极晶体管(T1)，其作为电压跟随器连接，
-一个控制设备(13)用于控制输出晶体管(T1)的基极，
-一个测量电阻(RI)，其处在同输出晶体管(T1)的基极-集电极区间的并联支路中，和
-一个测量装置，其检测测量电阻(RI)上的电压降并且与控制装置连接。
2.按照权利要求1的电路布置，其特征在于，输出双极晶体管(T1)是pnp晶体管，其集电极与参考电位(0)连接，其发射极与负载(1)连接，其中负载(1)的另一个终端与电源电位(+UB)连接。
3.按照权利要求1的电路布置，其特征在于，负载(1)是电转换的电动机并且控制设备(13)具有一个计算装置(16)，通过该装置计算在测量电阻(RI)上的电压中包含的脉冲，以用于确定电动机(1)的转速。
4.按照权利要求1的电路布置，其特征在于，测量电阻(RI)、测量装置和计算装置(16)是控制设备(13)的一部分并且布置在一个公共部件壳中。
5.按照权利要求1至4之一的电路布置，其特征在于，在电阻(RI)的第一终端和双极输出晶体管(T1)之间连接一个控制晶体管(T2)，其形成为控制设备(13)的一部分，测量电阻(RI)的另一个终端与输出晶体管(T1)的集电极连接。
6.按照权利要求5的电路布置，其特征在于，控制晶体管(T2)是场效应晶体管。
7.按照权利要求5的电路布置，其特征在于，在测量电阻(RI)的第一终端和控制晶体管(T2)的控制终端之间连接调整放大器(15)，其根据测量脉冲的频率控制控制晶体管(T2)。
8.测量晶体管控制的负载、特别电动机的电流消耗的方法，具有一个双极输出晶体管(T1)，其作为电压跟随器连接，其中通过测量双极输出晶体管(T1)的控制电流(IT2)实现负载(1)的电流消耗的确定。
9.按照权利要求8的方法，其特征在于，计算在控制电流(IT2)中包含的脉冲。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101151546B (zh) * 2005-04-08 2010-08-11 歌美飒创新技术公司 用于在发电机中产生电压暂降的装置
CN103323712A (zh) * 2013-06-09 2013-09-25 福州瑞芯微电子有限公司 电子设备功耗的测试方法
CN104303411A (zh) * 2012-05-21 2015-01-21 罗伯特·博世有限公司 用于电机的变换器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10319557B4 (de) * 2003-04-30 2010-02-18 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Steuereinheit zur Drehzahlregelung mittels eines Regeltransistors einer Lüfteranordnung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008426A (en) * 1974-11-28 1977-02-15 Jeco Co., Ltd. Electronic speed control systems for miniature direct current motors
FR2642176B1 (fr) * 1989-01-20 1991-05-03 Sgs Thomson Microelectronics Dispositif et procede de detection du passage d'un courant dans un transistor mos
DE69033248T2 (de) * 1989-05-09 2000-03-16 Ut Automotive Dearborn Inc Schaltung zur Leistungsabgabe mit Stromerfassung
DE4101492A1 (de) * 1991-01-19 1992-07-23 Telefunken Electronic Gmbh Stromdetektor
JP3307005B2 (ja) 1993-06-30 2002-07-24 株式会社デンソー 制御負荷の電流検出装置及びそれを用いた故障診断装置
DE19520735C2 (de) * 1995-06-07 1999-07-01 Siemens Ag Schaltungsanordnung zum Erfassen des Laststroms eines Leistungs-Halbleiterbauelementes mit sourceseitiger Last
JPH1050996A (ja) 1996-08-06 1998-02-20 Nec Corp 過電流検出回路
US5867014A (en) * 1997-11-20 1999-02-02 Impala Linear Corporation Current sense circuit having multiple pilot and reference transistors
US6041163A (en) * 1998-04-23 2000-03-21 Daewoo Heavy Industries Ltd. Apparatus for controlling a pump motor of a forklift truck
DE19844465A1 (de) * 1998-09-28 2000-04-13 Siemens Ag Schaltungsanordnung zum Messen eines Stromes

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101151546B (zh) * 2005-04-08 2010-08-11 歌美飒创新技术公司 用于在发电机中产生电压暂降的装置
CN104303411A (zh) * 2012-05-21 2015-01-21 罗伯特·博世有限公司 用于电机的变换器
CN104303411B (zh) * 2012-05-21 2017-11-07 罗伯特·博世有限公司 用于电机的变换器
CN103323712A (zh) * 2013-06-09 2013-09-25 福州瑞芯微电子有限公司 电子设备功耗的测试方法

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