CN212321700U - 电感电流检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电感电流检测电路，包括串入待检测电流回路中的电感支路、与所述电感支路并联的电容支路以及连接于所述电容支路的放大电路；所述电感支路包括串联的电感L和等效电阻DCR；所述电容支路包括依次串联的第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2，所述放大电路连接于所述第一电容C1的两端。本实用新型电感电流检测适用于非隔离和对成本要求较高的电流检测场合，且省去了使用shunt电阻，降低了设计成本，而且通过电阻网络的调整，能够灵活地实现正向电流和负向电流检测范围的调整，具有一般性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机控制领域中的车载电源检测，具体涉及一种电感电流检测电路。
背景技术
在车载电源中，常常需要对输出电流进行监控，或用于电流闭环控制，或用于输出过载保护，为实现电流检测，一般有以下2种方式：
(1)霍尔电流传感器，通过穿越磁芯的电流走线感生磁场，磁通密度正比于电流，通过霍尔效应产生电势差，从而建立输出电压与输入电流的线性关系，该方式检测精度高，可确实地实现输入电流侧与输出电压侧的物理隔离，但响应速度不够，一般用于将高压侧的电流信号传递至低压侧的单片机中；
(2)Shunt电阻，即分流电阻，通过将一颗高初始精度，低温漂的小阻值电阻串入电流回路中直接将电流信号转换为微弱的电压信号，再通过运算放大器将微弱电压信号放大，得到输入电流与输出电压的线性关系，一般用于非隔离和对成本要求较高的场合。
针对第(2)种实现方式，shunt电阻一般为专用精密器件，成本不低，且串入回路当中会增加额外的损耗。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电感电流检测电路，经过阻抗网络将电感自身的直流等效电阻上的信号放大，从而省去了使用shunt电阻，降低了设计成本。
本实用新型提供的电感电流检测电路，包括串入待检测电流回路中的电感支路、与所述电感支路并联的电容支路以及连接于所述电容支路的放大电路；所述电感支路包括串联的电感L和等效电阻DCR；所述电容支路包括依次串联的第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2，所述放大电路连接于所述第一电容C1的两端。
通过电容支路与电感支路的阻抗匹配，使第一电容C1两端的电压等于等效电阻DCR两端的电压，然后再由放大电路将第一电容C1两端的电压进行放大，得到放大后的输出电压与待检测电流的关系，实现了对待检测电流的检测，并省去了使用shunt电阻，降低了设计成本。
本实用新型电感电流检测电路的进一步改进在于，所述放大电路包括放大器、第三电阻R3和第四电阻R4，所述放大器的负输入端与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与所述第一电容C1的一端连接；所述放大器的正输入端与所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第一电容C1的另一端连接。
本实用新型电感电流检测电路的进一步改进在于，所述放大电路还包括并联的第五电阻R5和第二电容C2、并联的第七电阻R7和第三电容C3以及用以接入电源VDD5的第六电阻R6；所述第五电阻R5和第二电容C2的两端分别与所述放大器的所述负输入端和输出端连接；所述第六电阻R6的另一端分别与所述放大器的所述正输入端以及所述第七电阻R7和第三电容C3的一端连接，所述第七电阻R7和第三电容C3的另一端接地。
通过电阻网络的调整，能够灵活地实现正向电流和负向电流检测范围的调整，具有一般性。
附图说明
图1为本实用新型的一种电感电流检测电路实施例示意图。
具体实施方式
为了避免将shunt电阻串入电流回路中进行电流检测的方式中成本过高并增加额外损耗的问题，本实用新型提供了一种电感电流检测电路，经过阻抗网络将电感自身的直流等效电阻上的信号放大，从而省去了使用shunt电阻，降低了设计成本，而且通过电阻网络的调整，能够灵活地实现正向电流和负向电流检测范围的调整，具有一般性。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型电感电流检测电路作进一步说明。
参阅图1，图1为本实用新型的一种电感电流检测电路实施例示意图，该实施例应用在新能源汽车电机控制器中。
本实施例提供的电感电流检测电路，包括串入待检测电流回路中的电感支路S1、与电感支路S1并联的电容支路S2以及连接于电容支路S2的放大电路S3；电感支路S1包括串联的电感L和等效电阻DCR；电容支路S2包括依次串联的第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2，放大电路S3连接于第一电容C1的两端。
在本实施例的电感电流检测电路中，当电流I流过等效电阻DCR时，在等效电阻DCR两端产生电压差，通过电容支路S2与电感支路S1的匹配得到等效电阻DCR两端的电压，具体关系如阻抗匹配公式(1)：
通过公式(1)的匹配，可以得到第一电容C1两端的电压VC1等于等效电阻DCR两端的电压VDCR，如公式(2)：
VC1＝VDCR (2)
具体地，假设电感L与等效电阻DCR串联后的两端电压为V1，则
注：RDCR为等效电阻DCR的电阻值，L为电感L的电感值，C1为第一电容C1的电容值，1/jωC1为第一电容C1的容抗值，jωL为电感L的感抗值，其中j为实部对应的虚部，ω为角频率。
将公式(1)的比例关系代入到公式(3)和公式(4)中，可以得到公式(2)的匹配结果。
通过上述匹配的电感电流检测电路，放大电路S3的输出电压VO即为对第一电容C1两端的电压VC1(即等效电阻DCR两端的电压VDCR)的放大，最终得到待检测电流I与输出电压VO的线性关系，进而实现对电流I进行检测的目的。
较佳地，放大电路S3包括放大器、第三电阻R3和第四电阻R4，放大器的负输入端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第一电容C1的一端连接；放大器的正输入端与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与第一电容C1的另一端连接。
较佳地，放大电路S3还包括并联的第五电阻R5和第二电容C2、并联的第七电阻R7和第三电容C3以及用以接入电源VDD5的第六电阻R6；第五电阻R5和第二电容C2的两端分别与放大器的负输入端和输出端连接；第六电阻R6的另一端分别与放大器的正输入端以及第七电阻R7和第三电容C3的一端连接，第七电阻R7和第三电容C3的另一端接地。
通过上述改进，放大电路S3的放大系数如公式(5)：
则第一电容C1两端的电压VC1与放大后输出的电压VO的关系如公式(6)：
注：公式(6)中的
代表当VC1为0V(即电流I为0A)时的偏置电压；
通过公式(6)可知，通过调整
的值，可实现电流检测范围调整。
具体地，当输出电压Vo的输出范围为0V～5V时，假设VDD5＝5V，则当
时，偏置电压
对应的
的取值范围可以为[-2.5V，+2.5V]，则输出电压Vo在输出范围为2.5V～5V和0V～2.5V时的电流区间对称，对应的正向电流和负向电流检测范围相同；若该偏置电压为其他电压值，则可向正向电流和负向电流区间偏移，偏移量通过调整第六电阻R6和第七电阻R7的分压比
即可实现。
故，通过上述放大电路S3能够灵活地实现正向电流和负向电流检测范围的调整，使该电感电流检测电路具有一般性。
以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种电感电流检测电路，其特征在于，包括串入待检测电流回路中的电感支路、与所述电感支路并联的电容支路以及连接于所述电容支路的放大电路；所述电感支路包括串联的电感L和等效电阻DCR；所述电容支路包括依次串联的第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2，所述放大电路连接于所述第一电容C1的两端。
2.如权利要求1所述的电感电流检测电路，其特征在于，所述放大电路包括放大器、第三电阻R3和第四电阻R4，所述放大器的负输入端与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与所述第一电容C1的一端连接；所述放大器的正输入端与所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第一电容C1的另一端连接。
3.如权利要求2所述的电感电流检测电路，其特征在于，所述放大电路还包括并联的第五电阻R5和第二电容C2、并联的第七电阻R7和第三电容C3以及用以接入电源VDD5的第六电阻R6；所述第五电阻R5和第二电容C2的两端分别与所述放大器的所述负输入端和输出端连接；所述第六电阻R6的另一端分别与所述放大器的所述正输入端以及所述第七电阻R7和第三电容C3的一端连接，所述第七电阻R7和第三电容C3的另一端接地。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| CN212321700U true CN212321700U (zh) | 2021-01-08 |
Family
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| CN202020883060.3U Active CN212321700U (zh) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | 电感电流检测电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN212321700U (zh) |
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2020
- 2020-05-21 CN CN202020883060.3U patent/CN212321700U/zh active Active
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