CN203101480U - 一种电流检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电流检测电路，其包括：负载模块，所述负载模块包括开关单元；电源模块；扼流圈模块，所述扼流圈模块包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈连接在所述开关单元和所述电源模块之间，所述第一线圈根据通过自身的电流生成电磁信号，所述第二线圈根据所述电磁信号产生感应电流；电流检测模块，所述电流检测模块与所述第二线圈相连，所述电流检测模块根据所述感应电流获得检测信号；控制模块，所述控制模块与所述电流检测模块相连，所述控制模块根据所述检测信号检测所述负载模块的电流。该电流检测电路检测准确、可靠性高、成本低，并且空间需求小。

Description

一种电流检测电路

技术领域

本实用新型涉及电流检测技术领域，特别涉及一种电流检测电路。

背景技术

目前，一种是通过电流互感器来实现对电路中电流的检测，如图1所示，当电路工作时，是通过电流互感器CT1来检测电流，从而芯片IC实现对电路中电流信号的监控。另一种通过康铜丝来检测电路中的电流，如图2所示，当电路工作时，交流信号流过康铜丝PK1，芯片IC通过检测康铜丝PK1两端的电压，实现对电流信号的监控。

然而，现有技术存在的缺点是：采用电流互感器检测电流时，电流互感器的成本较高，而且电路增加了一个独立器件（电流互感器），PCB的布局空间需求大，不便于电路板的小型化。采用康铜丝进行电流检测时，第一，通过康铜丝检测的信号微弱，在PCB布局设计时，从康铜丝到芯片的铜箔走线容易受到干扰，因此对PCB的布局设计要求严格；第二，通过康铜丝检测到的信号比较微弱，通常需要在芯片内部进行放大之后再作处理，同样干扰信号也会被放大，从而造成信号失真，可靠性不够。

实用新型内容

为此，本实用新型的目的在于提出一种新的电流检测电路，该电流检测电路检测准确、可靠性高、成本低，并且空间需求小。

为达到上述目的，本实用新型提出的电流检测电路，包括：负载模块，所述负载模块包括开关单元；电源模块；扼流圈模块，所述扼流圈模块包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈连接在所述开关单元和所述电源模块之间，所述第一线圈根据通过自身的电流生成电磁信号，所述第二线圈根据所述电磁信号产生感应电流；电流检测模块，所述电流检测模块与所述第二线圈相连，所述电流检测模块根据所述感应电流获得检测信号；控制模块，所述控制模块与所述电流检测模块相连，所述控制模块根据所述检测信号检测所述负载模块的电流。

根据本实用新型提出的电流检测电路，扼流圈模块中在第一线圈的基础上增加第二线圈通过电流检测模块实现电流检测的目的，首先具有成本低的优点，同时还能够准确地检测负载模块的电流，抗干扰能力强，可靠性高。此外，该电流检测电路对PCB的布局空间需求小，有利于电路板的小型化。

其中，所述开关单元可以为绝缘栅双极型晶体管IGBT模块。

具体地，所述电流检测模块包括：相互串联的第一电阻和可变电阻，所述第一电阻的一端与所述可变电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述第二线圈的一端相连，所述可变电阻的另一端与所述第二线圈的另一端相连；第一二极管，所述第一二极管的正向端分别与所述第一电阻的一端和所述第二线圈的一端相连，所述第一二极管的负向端与所述控制模块相连。

并且，所述电流检测模块还包括：第二二极管，所述第二二极管的正向端分别与所述控制模块和所述第一二极管的负向端相连，所述第二二极管的负向端与参考电源相连。

通过设置第二二极管，可以把检测电压钳位在参考电源的电压附近。

此外，所述电流检测模块还包括：相互并联的第一电容、电解电容和第二电阻，所述第一电容的一端、电解电容的正极端和第二电阻的一端分别与所述第二二极管的正向端相连，所述第一电容的另一端、电解电容的负极端和第二电阻的另一端分别接地。

电流检测模块均采用电阻、电容等简单的元器件，降低了成本，可靠性高。

进一步地，所述扼流圈模块还包括：磁环，所述第一线圈和第二线圈分别绕制在所述磁环之上。

其中，所述第一线圈的匝数大于所述第二线圈的匝数。

另一方面，所述扼流圈模块还包括：磁环，所述第一线圈绕制在所述磁环之上，并且所述第一线圈布满所述磁环；绝缘件，所述绝缘件设置在所述第一线圈之上，所述第二线圈绕制在所述绝缘件之上。其中，所述第二线圈的匝数小于所述第一线圈的匝数。

在本实用新型中，第一线圈主要用于抗干扰，同时起到滤波作用，而第二线圈主要用于对电流进行检测采样，实现准确检测电流的目的。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有的一种通过电流互感器检测电流的电路示意图；

图2为现有的另一种通过康铜丝检测电流的电路示意图；

图3为根据本实用新型实施例的电流检测电路的方框示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例的电流检测电路的电路原理图；

图5为根据本实用新型一个实施例的电流检测电路中扼流圈模块的绕线结构示意图；以及

图6为根据本实用新型另一个实施例的电流检测电路中扼流圈模块的绕线结构示意图。

附图标记：

电流互感器CT1、康铜丝PK1、芯片IC，负载模块10、电源模块20、扼流圈模块30、电流检测模块40和控制模块50，开关单元11，第一线圈a和第二线圈b，第一电阻R1、可变电阻Rx、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、电解电容EC1、第二电阻R2，磁环c，第一线圈a的绕线起点A、出线点B。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的电流检测电路。

如图3所示，本实用新型实施例提出的电流检测电路包括负载模块10、电源模块20、扼流圈模块30、电流检测模块40和控制模块50。

其中，负载模块10包括开关单元11，扼流圈模块30包括第一线圈a和第二线圈b，第一线圈a连接在开关单元11和电源模块20之间，并且第一线圈a根据通过自身的电流生成电磁信号，第二线圈b根据该电磁信号产生感应电流。也就是说，扼流圈模块30为双线圈扼流圈，其中第一线圈a（即差模电感）与开关单元11电连接，主要用于抗干扰，同时起到滤波作用。第二线圈b与电流检测模块40电连接，主要用于对电流进行检测采样，实现准确检测电流的目的。即言，电流检测模块40与第二线圈b相连，电流检测模块40根据第二线圈b产生的感应电流获得检测信号。

控制模块50与电流检测模块40相连，控制模块50用于根据电流检测模块40获得的检测信号检测负载模块10的电流。当然，控制模块50也与负载模块10相连，用于输出控制信号控制负载模块10中开关单元11的导通和关断。

在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，开关单元10为IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）模块。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，电流检测模块40包括第一电阻R1、可变电阻Rx和第一二极管D1。其中，第一电阻R1和可变电阻Rx相互串联连接，第一电阻R1的一端与可变电阻Rx的一端相连，第一电阻R1的另一端与第二线圈b的一端相连，可变电阻Rx的另一端与第二线圈b的另一端相连。第一二极管D1的正向端分别与第一电阻R1的一端和第二线圈b的一端相连，而第一二极管D1的负向端与控制模块50相连。在本实用新型的一个示例中，控制模块50可以为控制芯片IC。

在本实施例中，如图4所示，电流检测模块40还包括第二二极管D2。其中，第二二极管D2的正向端分别与控制模块50和第一二极管D1的负向端相连，第二二极管D2的负向端与参考电源例如5V电压相连。

这样，通过设置第二二极管D2与5V电压相连，可以把检测电压钳位在参考电源的电压附近例如5.5V左右。

此外，如图4所示，在本实施例中，电流检测模块40还包括第一电容C1、电解电容EC1和第二电阻R2。其中，第一电容C1、电解电容EC1和第二电阻R2相互并联连接，第一电容C1的一端、电解电容EC1的正极端和第二电阻R2的一端分别与第二二极管D2的正向端相连，第一电容C1的另一端、电解电容EC1的负极端和第二电阻R2的另一端分别接地。通过设置相互并联的第一电容C1、电解电容EC1和第二电阻R2，可以起到滤波作用。

在本实用新型的实施例中，电流检测模块40均采用电阻、电容等简单的元器件，降低了成本，可靠性高。

综上所述，在本实用新型的实施例中，当IGBT工作时，电路中非均匀变化的电流流过扼流圈模块30的第一线圈a（差模电感），产生变化的磁场，第二线圈b在变化的磁场中产生感应电流，感应电流流过电流检测模块40中与第二线圈b并联的电阻例如R1和Rx而产生感应电压，控制模块50例如控制芯片IC检测感应电压的大小，从而实现检测电流大小的目的。

根据本实用新型实施例的电流检测电路，扼流圈模块30中在第一线圈a的基础上增加第二线圈b并通过电流检测模块40实现电流检测的目的，首先具有成本低的优点，同时还能够准确地检测负载模块10的电流，抗干扰能力强，可靠性高。此外，该电流检测电路无需增加其他独立器件，对PCB的布局空间需求小，有利于电路板的小型化。

在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，扼流圈模块30还包括磁环c，第一线圈a和第二线圈b分别绕制在磁环c之上，并且第一线圈a的匝数可以大于第二线圈b的匝数，其中A为第一线圈a的绕线起点，B为出线点。也就是说，第一线圈a环绕磁环c的一部分，第二线圈b环绕磁环c的另外一部分。

在本实用新型的另一个实施例中，如图6所示，扼流圈模块30还包括磁环c和绝缘件（图中未示出）。其中，第一线圈a绕制在磁环c之上，并且第一线圈a布满磁环c。绝缘件设置在第一线圈a之上，第二线圈b绕制在绝缘件之上，其中，第二线圈b的匝数可以小于第一线圈a的匝数。如图6所示，A为第一线圈a的绕线起点，B为出线点。

在本实用新型的实施例中，第一线圈a主要用于抗干扰，同时起到滤波作用，而第二线圈b主要用于对电流进行检测采样，实现准确检测电流的目的。

可以理解的是，在本实用新型的实施例中，根据电路的实际需要可以调整扼流圈模块30的位置，此时只需在第一线圈a（差模电感）上增加第二线圈b并且通过后级的电流检测回路，同样可以实现这个目的。需要明确的是，只要是通过在扼流圈模块30中第一线圈a（差模电感）上增加第二线圈b以实现电流检测，均在本实用新型所述范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种电流检测电路，其特征在于，包括：

负载模块，所述负载模块包括开关单元；

电源模块；

扼流圈模块，所述扼流圈模块包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈连接在所述开关单元和所述电源模块之间，所述第一线圈根据通过自身的电流生成电磁信号，所述第二线圈根据所述电磁信号产生感应电流；

电流检测模块，所述电流检测模块与所述第二线圈相连，所述电流检测模块根据所述感应电流获得检测信号；

控制模块，所述控制模块与所述电流检测模块相连，所述控制模块根据所述检测信号检测所述负载模块的电流。

2.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述开关单元为绝缘栅双极型晶体管IGBT模块。

3.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述电流检测模块进一步包括：

相互串联的第一电阻和可变电阻，所述第一电阻的一端与所述可变电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述第二线圈的一端相连，所述可变电阻的另一端与所述第二线圈的另一端相连；

第一二极管，所述第一二极管的正向端分别与所述第一电阻的一端和所述第二线圈的一端相连，所述第一二极管的负向端与所述控制模块相连。

4.如权利要求3所述的电流检测电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括：

第二二极管，所述第二二极管的正向端分别与所述控制模块和所述第一二极管的负向端相连，所述第二二极管的负向端与参考电源相连。

5.如权利要求4所述的电流检测电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括：

相互并联的第一电容、电解电容和第二电阻，所述第一电容的一端、电解电容的正极端和第二电阻的一端分别与所述第二二极管的正向端相连，所述第一电容的另一端、电解电容的负极端和第二电阻的另一端分别接地。

6.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述扼流圈模块还包括：

磁环，所述第一线圈和第二线圈分别绕制在所述磁环之上。

7.如权利要求6所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一线圈的匝数大于所述第二线圈的匝数。

8.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述扼流圈模块还包括：

磁环，所述第一线圈绕制在所述磁环之上，并且所述第一线圈布满所述磁环；

绝缘件，所述绝缘件设置在所述第一线圈之上，所述第二线圈绕制在所述绝缘件之上。

9.如权利要求8所述的电流检测电路，其特征在于，所述第二线圈的匝数小于所述第一线圈的匝数。

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