CN204989290U - 一种宽动态范围的高压侧电流检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽动态范围的高压侧电流检测电路，包括运放U1、运放U2、电阻R1、电容C1、二极管ZD和电阻RL，二极管ZD负极分别连接电压VBUS、电阻RG、电阻RSHUNT和运放U1电源端，电阻RSHUNT另一端分别连接负载和电阻R1，负载另一端连接RBLAS并接地，电阻RG另一端分别连接场效应管Q1的D极和运放U1的反相输入端，运放U1的同相输入端连接电阻R1另一端。本实用新型采用普通的运算放大器、场效应管、稳压二极管和电阻搭建，电路简单、成本低，精度高，输出信号为电阻转换流过场效应管和以地为基准的电流对应的电压，方便后续采样电路处理；使用稳压二极管将VBUS转换为VBUS和VBUS一VZD电压为运算放大器供电，从而提高运算放大器共模输入电压等级。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电流检测电路，具体是一种宽动态范围的高压侧电流检测电路。
背景技术
精确的电流监控使得设计人员能够获得几乎瞬时系统运行信息，例如电机转矩直接由电动机电流决定；可以诊断全桥的MOSFET是否对地短路等等应用。
现有的大多数应用场合的高压侧电流采样电路都采用现成的IC来实现其电流采样功能，但价格较高，同时需要外围电路，而本实用新型的高压侧电流采样电路，采用普通的运算放大器、场效应管、电阻搭建即可完成其功能，电路简单、成本低，精度高，从而克服了现有高压侧电流采样电路的成本较高的缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种宽动态范围的高压侧电流检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种宽动态范围的高压侧电流检测电路，包括运放U1、运放U2、电阻R1、电容C1、二极管ZD和电阻RL，所述二极管ZD负极分别连接电压VBUS、电阻RG、电阻RSHUNT和运放U1电源端，电阻RSHUNT另一端分别连接负载和电阻R1，负载另一端连接RBIAS并接地，所述电阻RG另一端分别连接场效应管Q1的D极和运放U1的反相输入端，运放U1的同相输入端连接电阻R1另一端，运放U1的接地端分别连接二极管ZD正极和电阻RBIAS另一端，运放U1的输出端连接场效应管Q1的G极，场效应管Q1的S极分别连接接地电阻RL和电阻R2，电阻R2另一端分别连接接地电容C1和运放U2同相输入端，运放U2反相输入端分别连接接地电阻R3和电阻R4电阻R4另一端分别连接运放U2输出端和输出OUTPUT端。
作为本实用新型再进一步的方案：所述二极管ZD采用齐纳二极管。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用普通的运算放大器、场效应管、稳压二极管和电阻搭建，电路简单、成本低，精度高，输出信号为电阻转换流过场效应管和以地为基准的电流对应的电压，方便后续采样电路处理；使用稳压二极管将VBUS转换为VBUS和VBUS-VZD电压为运算放大器供电，从而提高运算放大器共模输入电压等级。
附图说明
图1为宽动态范围的高压侧电流检测电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例中，一种宽动态范围的高压侧电流检测电路，包括运放U1、运放U2、电阻R1、电容C1、二极管ZD和电阻RL，二极管ZD负极分别连接电压VBUS、电阻RG、电阻RSHUNT和运放U1电源端，电阻RSHUNT另一端分别连接负载和电阻R1，负载另一端连接RBIAS并接地，电阻RG另一端分别连接场效应管Q1的D极和运放U1的反相输入端，运放U1的同相输入端连接电阻R1另一端，运放U1的接地端分别连接二极管ZD正极和电阻RBIAS另一端，运放U1的输出端连接场效应管Q1的G极，场效应管Q1的S极分别连接接地电阻RL和电阻R2，电阻R2另一端分别连接接地电容C1和运放U2同相输入端，运放U2反相输入端分别连接接地电阻R3和电阻R4电阻R4另一端分别连接运放U2输出端和输出OUTPUT端。
二极管ZD采用齐纳二极管。
本实用新型的工作原理是：本高压侧电流采样电路由运算放大器、场效应管、稳压二极管、电阻和电容构成，稳压二极管为运算放大器提供稳定的工作电压，运放、场效应管和电阻组成放大电路，将RSHUNT上的微弱电压信号放大，放大后的信号通过R2和C1组成的一阶无源低通滤波器后输入到运算放大器同相端，然后通过运算放大器线性放大后输出，输出的信号可以利用ADC采样。
高压侧采样电路的运算放大器通过齐纳二极管ZD和RBIAS从VBUS获取运算放大器正常工作电压。这样使用确保放大器工作在高共模电平，并且稳压管可以保持运算放大器工作电源电压保持稳定，确保运算放大器安全地运行，而输出由电阻RL转换的流过场效应管和以地为基准的电流对应的电压。输出电压可以直接输入到转换器、模拟处理器和其它以地为参考的器件：如运算放大器或比较器，用于进一步的信号调理。
本高压侧电流采样电路中，RG两端的电压等于RSHUNT两端的电压。流经场效应管和RL电流等于通过RG的电流。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.一种宽动态范围的高压侧电流检测电路，包括运放U1、运放U2、电阻R1、电容C1、二极管ZD和电阻RL，其特征在于，所述二极管ZD负极分别连接电压VBUS、电阻RG、电阻RSHUNT和运放U1电源端，电阻RSHUNT另一端分别连接负载和电阻R1，负载另一端连接RBIAS并接地，所述电阻RG另一端分别连接场效应管Q1的D极和运放U1的反相输入端，运放U1的同相输入端连接电阻R1另一端，运放U1的接地端分别连接二极管ZD正极和电阻RBIAS另一端，运放U1的输出端连接场效应管Q1的G极，场效应管Q1的S极分别连接接地电阻RL和电阻R2，电阻R2另一端分别连接接地电容C1和运放U2同相输入端，运放U2反相输入端分别连接接地电阻R3和电阻R4电阻R4另一端分别连接运放U2输出端和输出OUTPUT端。
2.根据权利要求1所述的宽动态范围的高压侧电流检测电路，其特征在于，所述二极管ZD采用齐纳二极管。
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