CN208537611U - 一种逆电流检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种逆电流检测系统，该系统包括：功率器件、比较器和纠偏电路，所述纠偏电路耦接于所述比较器与所述功率器件之间，所述纠偏电路用于补偿所述比较器的失配电压，以使得所述逆电流检测系统进行逆电流检测时检测误差减小。通过上述方式，本申请能够降低逆电流检测系统进行逆电流检测时的检测误差。

Description

一种逆电流检测系统

技术领域

本申请涉及逆电流检测技术领域，特别是涉及一种逆电流检测系统。

背景技术

为保证电池管理、电机控制等组件的正常运行，避免因短路、过载等原因造成逆电流故障，通常采用如附图1所示的传统的逆电流检测系统进行检测。

该传统的逆电流检测系统包括：比较器10、功率器件12，比较器10通过比较功率器件12两端的电压来判断是否有逆电流。

本申请的发明人在长期的研发过程中发现，比较器10往往存在工艺偏差，比较器10的差分输入端容易产生失配现象，即相当于在比较器10的输入端增加一个输入失配电压V₀。在失配电压V₀的影响下，逆电流检测的判断值会产生误差，误差值为I₀，I₀＝V₀/R_on，其中，R_on为被检测功率器件12的等效阻抗。

实用新型内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种逆电流检测系统，能够降低逆电流检测系统进行逆电流检测时的检测误差。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种逆电流检测系统，所述系统包括：功率器件、比较器和纠偏电路，所述纠偏电路耦接于所述比较器与所述功率器件之间，所述纠偏电路用于补偿所述比较器的失配电压，以使得所述逆电流检测系统进行逆电流检测时检测误差减小。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请所采用的逆电流检测系统包括耦接于比较器与功率器件之间的纠偏电路，纠偏电路能够输出一补偿电压，该补偿电压与比较器的失配电压相抵消，以使得逆流检测系统进行逆电流检测时检测误差减小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是传统逆电流检测系统一实施方式的电路示意图；

图2是本申请逆电流检测系统一实施方式的电路示意图；

图3是图2中功率器件和单刀双掷开关一实施方式的切换周期示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图2，图2为本申请逆电流检测系统一实施方式的电路示意图，该系统包括：功率器件20、比较器22和纠偏电路24，纠偏电路24耦接于比较器22与功率器件20之间，纠偏电路24用于补偿比较器22的失配电压V₁，以使得逆电流检测系统进行逆电流检测时检测误差减小。需要说明的是，图2中V₁只是比较器22内部的一个失配电压，并非真实的电路元件，为后续描述清楚，故用虚线在比较器22内部画出。

具体地，在一个实施方式中，功率器件20包括第一端200和第二端202，第一端200具有第一输入电压V_p，第二端202具有第二输入电压V_m。在本实施方式中，功率器件20为两端器件，在其他实施方式中，功率器件20还可为其他多端器件，例如三端器件、四端器件等。在一个应用场景中，功率器件20为双极结型晶体管BJT、金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET中任一种或多种的组合，例如，功率器件20为至少两个双极结型晶体管的组合，又或者，功率器件20为一个双极结型晶体管BJT与一个金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET的组合等。在其他应用场景中，功率器件20也可为其他，本申请对此不作限定。

比较器22包括第一输入端220、第二输入端222和输出端224，在一个应用场景中，第一输入端为同相输入端，第二输入端为反相输入端；当第一输入端220输入的电压大于第二输入端222输入的电压时，输出端224输出一高电平信号；反之，当第一输入端220输入的电压小于第二输入端222输入的电压时，输出端224输出一低电平信号。

纠偏电路24包括控制子电路240和补偿子电路242，补偿子电路242用于输出补偿电压V₂以补偿比较器22的失配电压V₁，控制子电路240用于接收比较器22的输出端224输出的反馈电压信号，并根据该反馈电压信号而调整补偿子电路242输出的补偿电压，进而使得逆电流检测系统进行逆电流检测时检测误差减小。具体而言，控制子电路240的调节原理为：比较器22的失配电压为V₁，控制子电路240根据比较器22输出的反馈电压信号，调节补偿子电路242的输出电压V₂，以使得V₁+V₂的值为0，从而可以抵消掉比较器22的失配电压V₁。当然，在物理现象和实际生活中并没有完全的‘零值’，本申请所提供的逆电流检测系统中的V₁+V₂的值在+/-“零值”附近不停反复切换，而这个值可以做很精确，实际应用中可以近似为‘零值’来看待。

在一个应用场景中，请参阅图2，补偿子电路242耦接于比较器22的第一输入端220与功率器件20的第一端200之间，控制子电路240耦接于比较器22的输出端224和补偿子电路242之间，控制子电路240根据比较器22的输出端224输出的反馈电压信号，调整补偿子电路242输出的补偿电压V₂，进而使得逆电流检测系统进行逆电流检测时检测误差减小。在其他应用场景中，补偿子电路242与比较器22和功率器件20的耦接方式也可为其他，本申请对此不作限定，凡是可等效为图2中的耦接方法均在本申请的保护范围内。例如，补偿子电路242可与功率器件20的第一端200、比较器22的第一输入端220、第二输入端222均耦接；又例如，补偿子电路242也可仅与比较器22的第一输入端220、第二输入端222耦接。

在一个应用场景中，控制子电路240为逻辑门极电路，控制子电路240接收到比较器22输出的反馈电压信号后，根据其内置的逻辑调节方法输出一调节信号至补偿子电路242，补偿子电路242根据该调节信号，调节自身输出的补偿电压。在另一个应用场景中，补偿子电路242包括耦接的电阻和放大电路，或者，耦接的电容和放大电路，在其他应用场景中，补偿子电路242也可为其他，本申请对此不作限定。

在另一个实施方式中，请继续参阅图2，本申请所提供的逆电流检测系统还包括单刀双掷开关26，该单刀双掷开关26包括不动端A、第一闭合端B和第二闭合端C，不动端A与比较器22的第二输入端222耦接，第一闭合端B与功率器件20的第一端200耦接，第二闭合端C与功率器件20的第二端202耦接。在一个应用场景中，功率器件20包括第一开关频率，单刀双掷开关26包括第一切换频率，第一开关频率与第一切换频率相同。在其他实施例中，单刀双掷开关26也可替换为类型的开关器件，本申请对此不作限定。

下面以一个具体的应用场景，对本申请所提供的逆电流检测系统作进一步说明。

本申请所提供的功率器件20具有预设的第一开关频率，单刀双掷开关26具有预设的第一切换频率，以使得本申请所提供的逆电流检测系统在逆电流检测状态和纠偏状态下进行切换，其中，当功率器件导通时，逆电流检测系统工作在逆电流检测状态下以执行逆电流检测操作；当功率器件断开时，逆电流检测系统工作在纠偏状态下以执行纠偏操作。

下面以功率器件20的第N个开关周期为例说明。

(1)检测状态：在此状态下功率器件20导通，单刀双掷开关26的不动端A与第二闭合端C连接，此时比较器22、补偿子电路242、功率器件20构成一个电路回路，补偿子电路242此时的输出电压为上一个开关周期即第N-1个开关周期结束时的补偿电压V_2(N-1)，逆电流检测系统进行正常的逆电流检测。

(2)纠偏状态：在此状态下功率器件20断开，单刀双掷开关26的不动端A与第一闭合端B连接，以使得比较器22短接，此时比较器22与补偿子电路242构成一个电路回路。比较器22的输出端224输出反馈电压信号至控制子电路240的输入端，控制子电路240根据反馈电压信号输出一调节信号至补偿子电路242，补偿子电路242根据调节信号将原先的补偿电压V_2(N-1)调节为V_2(N)后并输出，此时调节后的补偿电压V_2(N)为下一个开关周期即第N个开关周期处于检测状态时补偿子电路242的输出电压。

在一个应用场景中，请结合图3，当逆电流检测系统开始执行逆电流检测操作时，单刀双掷开关26的不动端A切换到与第二闭合端C连接的时刻t10不晚于功率器件20导通的时刻t20，即t10≤t20；在另一个应用场景中，当逆电流检测系统开始执行纠偏操作时，单刀双掷开关26的不动端A切换到与第一闭合端B连接的时刻t11不早于功率器件20断开的时刻t21，即t11≥t21。总而言之，凡是利用了功率器件20断开这段时间进行纠偏操作的，都在本申请的保护范围内。

在一个应用场景中，比较器22的失配电压V₁为正值，补偿子电路242的输出电压V_2(N-1)为负值。若比较器22的输出端224此时输出一高电平反馈电压信号至控制子电路240，控制子电路240判断出此时V₁+V_2(N-1)的值大于零，控制子电路240输出将当前补偿子电路242输出的补偿电压V_2(N-1)按预定步长ΔV下调一位的调节信号至补偿子电路242，此时补偿子电路242将输出的补偿电压V_2(N)整为V_2(N-1)-ΔV，即V_2(N)＝V_2(N-1)-ΔV，该预定步长ΔV可以是1V、0.1V、0.01V等。

在另一个应用场景中，若比较器22的输出端224此时输出一低电平反馈电压信号至控制子电路240，控制子电路240判断出此时V₁+V_2(N-1)的值小于零，控制子电路240输出将当前补偿子电路242输出的补偿电压V_2(N-1)按预定步长ΔV上调一位的调节信号至补偿子电路242，此时补偿子电路242将输出的补偿电压V_2(N)调整为V_2(N-1)+ΔV，即V_2(N)＝V_2(N-1)+ΔV，该预定步长ΔV可以是1V、0.1V、0.01V等。

在其他应用场景中，为避免上述逆电流检测系统发生误判，造成对补偿电压V₂的连续调整，控制子电路240可在反馈电压信号连续预定次数为高电平信号，或连续预定次数为低电平时，才对当前的补偿电压V₂进行调整。上述预定次数包括但不限于0次、1次、2次、3次、4次。

在另一个实施方式中，当功率器件20处于第1个开关周期时，此时补偿子电路242可以先预设一初始补偿电压V₂₀，该初始补偿电压V₂₀的值可根据之前的经验设定。

在其他实施方式中，控制子电路240调节当前补偿子电路242输出的补偿电压V₂的方法也可为其他，本申请对比不作限定。

总而言之，区别于现有技术的情况，本申请所采用的逆电流检测系统包括耦接于比较器与功率器件之间的纠偏电路，纠偏电路能够输出一补偿电压，该补偿电压与比较器的失配电压相抵消，以使得逆流检测系统进行逆电流检测时检测误差减小。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种逆电流检测系统，其特征在于，所述系统包括：

功率器件、比较器和纠偏电路，所述纠偏电路耦接于所述比较器与所述功率器件之间，所述纠偏电路用于补偿所述比较器的失配电压，以使得所述逆电流检测系统进行逆电流检测时检测误差减小。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述功率器件包括第一端和第二端，所述第一端具有第一输入电压V_p，所述第二端具有第二输入电压V_m；

所述比较器包括第一输入端、第二输入端和输出端；

所述纠偏电路包括控制子电路和补偿子电路，所述补偿子电路用于输出补偿电压以补偿所述比较器的失配电压，所述控制子电路接收所述比较器的所述输出端输出的反馈电压信号，并根据所述反馈电压信号而调整所述补偿子电路输出的补偿电压，进而使得所述逆电流检测系统进行逆电流检测时检测误差减小。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

单刀双掷开关，包括不动端、第一闭合端和第二闭合端，所述不动端与所述比较器的所述第二输入端耦接，所述第一闭合端与所述功率器件的所述第一端耦接，所述第二闭合端与所述功率器件的所述第二端耦接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述逆电流检测系统在逆电流检测状态和纠偏状态下进行切换，其中，当所述功率器件导通时，所述逆电流检测系统工作在所述逆电流检测状态下以执行逆电流检测操作；当所述功率器件断开时，所述逆电流检测系统工作在所述纠偏状态下以执行纠偏操作。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

当所述逆电流检测系统工作在所述逆电流检测状态下时，所述功率器件导通，所述单刀双掷开关的所述不动端与所述第二闭合端连接，所述补偿子电路的输出电压为所述补偿电压，所述逆电流检测系统进行逆电流检测；

当所述逆电流检测系统工作在所述纠偏状态下时，所述功率器件断开，所述单刀双掷开关的所述不动端与所述第一闭合端连接，以使得所述比较器短接，所述比较器的所述输出端输出所述反馈电压信号至所述控制子电路的输入端，所述控制子电路根据所述反馈电压信号输出一调节信号至所述补偿子电路，所述补偿子电路根据所述调节信号调节输出所述补偿电压。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

当所述逆电流检测系统开始执行所述逆电流检测操作时，所述单刀双掷开关的所述不动端切换到与所述第二闭合端连接的时刻不晚于所述功率器件导通的时刻；

和/或，当所述逆电流检测系统开始执行所述纠偏操作时，所述单刀双掷开关的所述不动端切换到与所述第一闭合端连接的时刻不早于所述功率器件断开的时刻。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述补偿子电路包括耦接的电阻和放大电路；或者，所述补偿子电路包括耦接的电容和放大电路。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述功率器件包括双极结型晶体管BJT、金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET中任一种或多种的组合。