CN213364866U - 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，包括：第一获取单元，用于接收待检测器件在第一工作模式下的电流，产生相应的第一电压并输出；第二获取单元，与第一获取单元并联，用于接收待检测器件在第二工作模式下的电流，产生相应的第二电压并输出；检测单元，与第一获取单元和/或第二获取单元串联，至少采集第一获取单元输出的第一电压并将采集到的第一电压与阈值电压进行比较，以获得待检测器件的电流。通过不同的两个获取单元分别接收待检测器件在不同模式下的电流，既能够保证小电流检测时的精准检测，也能够避免大电流检测时器件因过热而被烧毁的风险，即同时兼顾了检测精度和器件安全的问题。

Description

一种电流检测电路

技术领域

本实用新型涉及电路检测领域，特别涉及一种电流检测电路。

背景技术

目前，为测量待检测器件的电流，通常的做法是串联一个采样电阻，通过采集采样电阻上的电压计算获得待检测器件的电流。如申请号为201510981626.X的中国专利即是通过串联一采样电阻以及配置相应的运算放大器，进而实现测量例如手表等精密电子或集成电路的微小电流信号的。

但是，这种串联一个采样电阻的方式只适用于小电流或者大电流中某一类型电流的测量，当待检测器件的电流为两种不同电流时，上述测量方法并不适应，因其无法兼顾检测的精度和采样电阻上的电压降的影响。例如，为准确检测待检测器件的大电流，会选择阻值较小的采样电阻，但是当待检测器件的电流转换为小电流时，该小阻值采样电阻会出现检测精度较差的问题；若选择阻值较大的采样电阻，虽然能够解决小电流测量时的精度问题，但是在测量大电流时，又会出现因采样电阻上的电压降较大而导致其出现过热烧毁的风险。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中当待检测器件的电流为两种不同电流时，电流检测电路在测量时无法兼顾检测精度和器件安全的问题。

为实现上述目的，本实用新型的实施例公开了一种电流检测电路，包括：第一获取单元，用于接收待检测器件在第一工作模式下的电流，产生相应的第一电压并输出；第二获取单元，与第一获取单元并联，用于接收待检测器件在第二工作模式下的电流，产生相应的第二电压并输出；检测单元，与第一获取单元和/或第二获取单元串联，至少采集第一获取单元输出的第一电压并将采集到的第一电压与阈值电压进行比较，以获得待检测器件的电流。

可选地，在本实用新型实施例提供的电流检测电路中，检测单元根据采集到的第一电压，控制第一获取单元和第二获取单元的通断，以获得待检测器件的电流；其中，若第一电压大于或等于阈值电压，则检测单元控制第一获取单元处于导通状态和第二获取单元处于断开状态，检测单元采集第一获取单元输出的第一电压并根据第一电压计算待检测器件的电流；若第一电压小于阈值电压，则检测单元控制第一获取单元处于断开状态和第二获取单元处于导通状态，检测单元采集第二获取单元输出的第二电压根据第二电压计算待检测器件的电流。

可选地，在本实用新型实施例提供的电流检测电路中，第一获取单元包括：第一电阻、第一开关以及第一运算放大器；其中，第一运算放大器的第一输入端分别与第一电阻的第一端和第一开关的第二端相连，第一运算放大器的第二输入端和第一电阻的第二端均与电源端相连，第一运算放大器的输出端与检测单元相连，用于将第一电压输出至检测单元；第一开关的第一端与待检测器件相连，用于接收待检测器件在第一工作模式下的电流；

第二获取单元包括：第二电阻、第二开关以及第二运算放大器；其中，第二运算放大器的第一输入端分别与第二电阻的第一端和第二开关的第二端相连，第二运算放大器的第二输入端和第二电阻的第二端均与电源端相连，第二运算放大器的输出端与检测单元相连，用于将第二电压输出至检测单元；第二开关的第一端与待检测器件相连，用于接收待检测器件在第二工作模式下的电流。

可选地，在本实用新型实施例提供的电流检测电路中，第一开关和/或第二开关为晶体管。

可选地，在本实用新型实施例提供的电流检测电路中，第一开关的控制极和第二开关的控制极均与检测单元连接，检测单元根据采集到的第一电压，控制第一开关和第二开关的通断。

可选地，在本实用新型实施例提供的电流检测电路中，第一电阻的阻值小于第二电阻的阻值，待检测器件在第一工作模式下的电流大于其在第二工作模式下的电流。

可选地，在本实用新型实施例提供的电流检测电路中，检测单元为单片机。

可选地，本实用新型实施例提供的电流检测电路用于氮氧传感器的宽电流检测。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

本实用新型实施例提供的电流检测电路，通过采用不同的两个获取单元分别接收待检测器件在不同模式下的电流，既能够保证小电流检测时的精准检测，也能够避免大电流检测时器件因过热而被烧毁的风险，即同时兼顾了检测精度和器件安全的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的电流检测电路的结构框图；

图2是本实用新型一实施例提供的电流检测电路的具体结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型一实施例提供了一种电流检测电路，包括：第一获取单元1、第二获取单元2和检测单元3，其中，第一获取单元1用于接收待检测器件在第一工作模式下的电流，产生相应的第一电压并输出；第二获取单元2，与第一获取单元1并联，用于接收待检测器件在第二工作模式下的电流，产生相应的第二电压并输出；检测单元3，第一获取单元1和/或第二获取单元2串联，至少采集第一获取单元1输出的第一电压并将采集到的第一电压与阈值电压进行比较，以获得待检测器件的电流。

例如，可以利用第一获取单元1接收待检测器件的小电流进而产生与小电流相应的电压并将该电压输出至检测单元3以获得待检测小电流；利用第二获取单元2接收待检测器件的大电流，产生与大电流相应的电压并将该电压输出至检测单元3以获得待检测大电流。

这样，通过不同的两个获取单元分别接收待检测器件在不同模式下的电流，既能够保证小电流检测时的精准检测，也能够避免大电流检测时器件因过热而被烧毁的风险，即同时兼顾了检测精度和器件安全的问题。

具体地，检测单元3可以根据采集到的第一电压，控制第一获取单元1和第二获取单元2的通断，以获得待检测器件的电流；其中，

若第一电压大于或等于阈值电压，则检测单元3控制第一获取单元1处于导通状态以及控制第二获取单元2处于断开状态，检测单元3采集第一获取单元1输出的第一电压并根据第一电压计算待检测器件的电流；

若第一电压小于阈值电压，则检测单元3控制第一获取单元1处于断开状态以及控制第二获取单元2处于导通状态，检测单元3采集第二获取单元2输出的第二电压根据第二电压计算待检测器件的电流。

进一步的，如图2所示，第一获取单元1可以包括：第一电阻R1、第一开关T1以及第一运算放大器D1；其中，第一运算放大器D1的第一输入端分别与第一电阻R1的第一端和第一开关T1的第二端相连，第一运算放大器D1的第二输入端和第一电阻R1的第二端均与电源端VDD相连，第一运算放大器D1的输出端与检测单元3相连，用于将第一电压输出至检测单元3；第一开关T1的第一端与待检测器件相连，用于接收待检测器件在第一工作模式下的电流。

第二获取单元2可以包括：第二电阻R2、第二开关T2以及第二运算放大器D2；其中，第二运算放大器D2的第一输入端分别与第二电阻R2的第一端和第二开关T2的第二端相连，第二运算放大器D2的第二输入端和第二电阻R2的第二端均与电源端VDD相连，第二运算放大器D2的输出端与检测单元3相连，用于将第二电压输出至检测单元3；第二开关 T2的第一端与待检测器件相连，用于接收待检测器件在第二工作模式下的电流。

进一步地，第一开关T1和/或第二开关T2可以是晶体管。进一步地，当第一开关T1和第二开关T2均为晶体管时，它们的控制极均与检测单元3连接，其集成极和发射极作为晶体管开关的第一、二端分别与相应的电阻和待检测器件连接。第一开关T1的控制极和第二开关T2的控制极均与检测单元3连接，检测单元3根据采集到的第一电压，控制第一开关T1和第二开关T2的通断。

具体地，当第一电压大于或等于阈值电压时，检测单元3会控制第一开关T1导通，而控制第二开关T2断开。比如，当第一开关和第二开关均为PMOS管时，此时，检测单元3会向第一开关T1发送一个低电平信号使其导通，而向第二开关发送一个高电平信号使其断开，从而实现待检测器件的电流通过第一电阻R1以使第一电阻R1两端产生相应的电压降，再经过运算放大器D1将第一电阻R1两端的电压降放大处理，得到第一电压，进而将第一电压输出至检测单元3，进行相应计算，最终得到待检测器件的电流。同样地，当第一电压小于阈值电压时，检测单元3会控制第一开关T1断开，而控制第二开关T2导通。例如，同样以第一开关和第二开关均为PMOS管为例，此时，检测单元3会向第一开关T1 发送一个高电平信号使其断开，而向第二开关T2发送一个低电平信号使其导通，从而实现待检测器件的电流通过第二电阻R2以使第二电阻R2两端产生相应的电压降，再经过运算放大器D2将第二电阻R2两端的电压降放大处理，得到第二电压，进而将第二电压输出至检测单元3，进行相应计算，最终得到待检测器件的电流。

需要注意的是，虽然本实施例中是以第一开关T1和第二开关T2均为PMOS管为例，但是在其他实施例中，第一开关T1和第二开关T2还可以均为NMOS管，或者第一开关T1 和第二开关T2，其中一个为PMOS管，另一个为NMOS管，等等。

可选地，检测单元3可以为单片机，其内部设置有相应的电压、电流转换算法，可以在该算法的基础上，根据第一电压或第二电压计算获得待检测电流值。具体地，第一开关T1的控制极、第二开关T2的控制极、第一运算放大器D1的输出端以及第二运算放大器 D2的输出端应接到单片机的同一类型的I/O接口。

进一步地，第一电阻R1的阻值与第二电阻R2的阻值不同。一般情况下，当待检测器件的电流有大小不同的两种数值时，用于测量较大电流的电阻的阻值要小于测量较小电流的电阻的阻值。比如，当待检测器件在第一工作模式下的电流大于其在第二工作模式下的电流时，上述第一电阻R1的阻值小于第二电阻R2的阻值。而其具体的电阻阻值的大小则可以根据待检测器件的电流值进行选择。例如当待检测器件的大电流和小电流分别为几安培和几十毫安培级别时，可以将用以接收大电流的小电阻的阻值设置为30-70毫欧姆，将用以接收小电流的大电阻的阻值设置为100毫欧姆至1欧姆。

进一步地，本实用新型提供的电流检测电路可以用于具有不同工作电流的器件的工作电流的检测，例如用于氮氧传感器的宽电流的检测。因为氮氧传感器在工作状态和空闲状态时，其输出的电流值不同，工作状态下的电流值明显大于空闲状态下的电流，因此可以用本实用新型提供的电流检测电路进行其电流的测量。

本实用新型提供的电流检测电路，可以通过不同的两个获取单元分别接收待检测器件在不同模式下的电流，既能够保证小电流检测时的精准检测，也能够避免大电流检测时器件因过热而被烧毁的风险，同时兼顾了检测精度和器件安全的问题。

虽然通过参照本实用新型的实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下做出若干简单推演或替换。

Claims (8)

1.一种电流检测电路，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于接收待检测器件在第一工作模式下的电流，产生相应的第一电压并输出；

第二获取单元，与所述第一获取单元并联，用于接收所述待检测器件在第二工作模式下的电流，产生相应的第二电压并输出；

检测单元，与所述第一获取单元和/或所述第二获取单元串联，至少采集所述第一获取单元输出的所述第一电压并将采集到的所述第一电压与阈值电压进行比较，以获得所述待检测器件的电流。

2.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述检测单元根据采集到的所述第一电压，控制所述第一获取单元和所述第二获取单元的通断，以获得所述待检测器件的电流；其中，

若所述第一电压大于或等于所述阈值电压，则所述检测单元控制所述第一获取单元处于导通状态和所述第二获取单元处于断开状态，所述检测单元采集所述第一获取单元输出的所述第一电压并根据所述第一电压计算所述待检测器件的电流；

若所述第一电压小于所述阈值电压，则所述检测单元控制所述第一获取单元处于断开状态和所述第二获取单元处于导通状态，所述检测单元采集所述第二获取单元输出的所述第二电压根据所述第二电压计算所述待检测器件的电流。

3.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，

所述第一获取单元包括：第一电阻、第一开关以及第一运算放大器；其中，

所述第一运算放大器的第一输入端分别与所述第一电阻的第一端和所述第一开关的第二端相连，所述第一运算放大器的第二输入端和所述第一电阻的第二端均与电源端相连，所述第一运算放大器的输出端与所述检测单元相连，用于将所述第一电压输出至所述检测单元；

所述第一开关的第一端与所述待检测器件相连，用于接收待检测器件在第一工作模式下的电流；

所述第二获取单元包括：第二电阻、第二开关以及第二运算放大器；其中，

所述第二运算放大器的第一输入端分别与所述第二电阻的第一端和所述第二开关的第二端相连，所述第二运算放大器的第二输入端和所述第二电阻的第二端均与电源端相连，所述第二运算放大器的输出端与所述检测单元相连，用于将所述第二电压输出至所述检测单元；

所述第二开关的第一端与所述待检测器件相连，用于接收待检测器件在第二工作模式下的电流。

4.如权利要求3所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一开关和/或所述第二开关为晶体管。

5.如权利要求4所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一开关的控制极和所述第二开关的控制极均与所述检测单元连接，所述检测单元根据采集到的所述第一电压，控制所述第一开关和所述第二开关的通断。

6.如权利要求3所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值，所述待检测器件在所述第一工作模式下的电流大于其在所述第二工作模式下的电流。

7.如权利要求1至6任一项所述的电流检测电路，其特征在于，所述检测单元为单片机。

8.如权利要求1至6任一项所述的电流检测电路，其特征在于，用于氮氧传感器的宽电流检测。

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