專利名稱：橋接負載電流檢測電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電流檢測技術領域，特別涉及一種橋接負載電流檢測電路。
技術背景目前，在電子技術領域，諸如馬達控制、螺線管控制、電源管理等很多應用中都需要進行準確的電流檢測。這些應用中所采用的電流檢測技術通常包括高邊檢測和低邊檢測兩種類型，其中尤以高邊電流檢測方法的應用更為廣泛，其原因在于高邊電流檢測具有保持接地回路完整性等諸多優勢。然而，高邊電流檢測不可避免地會遇到在很大的共模信號中去測量微小差模信號的問題，通常解決此問題的方法是提高電流檢測放大器的共模抑制比(CMRR)，但由于技術方案及エ藝等諸多因素的限制，電流檢測放大器的CMRR指標不可能無限制地増大。更為突出的矛盾出現在交流電流的檢測中。由于雜散分布參數的影響，電流檢測放大器的CMRR會隨著頻率的升高而下降，從而導致測量誤差増大。
發明內容有鑒于此，本實用新型的目的是提供ー種橋接負載電流檢測電路，針對在各種相關應用中廣泛采用的橋接負載(BTL)拓撲的電流檢測問題，能夠克服現有電流檢測技術在頻率較高的情況下測量精度嚴重下降的問題。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的該橋接負載電流檢測電路，包括BTL放大器電路、負載電阻和運算放大器，輸入信號源的信號經BTL放大器放大后以差分形式從輸出引腳Vo+和Vo-輸出，所述負載電阻兩端分別串聯等值的檢流電阻I和檢流電阻II后，再聯接至BTL放大器的輸出引腳Vo+和Vo-，所述BTL放大器的輸出負載支路上形成4個節點，所述檢流電阻I與輸出引腳Vo+的公共接點為節點I，所述檢流電阻I與負載電阻的公共接點為節點II，所述負載電阻與檢流電阻II的公共接點為節點III，所述檢流電阻II與輸出引腳Vo-的的公共接點為節點IV ；節點I和節點III通過第一電阻和第三電阻連接到運算放大器的正輸入端，節點II和節點IV通過第二電阻和第四電阻連接到運算放大器的負輸入端，第一至第四電阻的阻值相等；所述運算放大器的正輸入端對地接入了第五電阻，而負輸入端到輸出端則接入了反饋電阻，第五電阻和反饋電阻的阻值相等。本實用新型的有益效果是本實用新型針對在各種相關應用中廣泛采用的橋接負載(BTL)拓撲的電流檢測問題，提供ー種大幅度削弱共模電壓影響，提高電流測量精度的電路結構，克服了現有電流檢測技術在頻率較高的情況下測量精度嚴重下降的缺陷，其電路設計緊湊，適合推廣使用。本實用新型的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其他優點可以通過下面的說明書和權利要求書來實現和獲得。
為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進ー步的詳細描述，其中圖I是本實用新型提出的平衡式電流檢測電路實施例的電路原理圖。
具體實施方式
以下將參照附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細 的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。圖I是本實用新型提出的平衡式電流檢測電路實施例的電原理圖。如圖所示，該實施例中，電路包括BTL放大器電路、負載電阻RL和運算放大器Ul，輸入信號源的信號經BTL放大器放大后以差分形式從輸出引腳Vo+和No-輸出，所述負載電阻RL兩端分別串聯等值的檢流電阻I RSl和檢流電阻II RS2后，再聯接至BTL放大器的輸出引腳Vo+和Vo-，所述BTL放大器的輸出負載支路上形成4個節點(即圖中的① ④)，所述檢流電阻I RSl與輸出引腳Vo+的公共接點為節點I (即圖中的①)，所述檢流電阻IRSl與負載電阻RL的公共接點為節點II (即圖中的②)，所述負載電阻RL與檢流電阻II RS2的公共接點為節點III (即圖中的③)，所述檢流電阻II RS2與輸出引腳Vo-的的公共接點為節點IV (即圖中的④);節點I和節點III通過第一電阻Rl和第三電阻R3連接到運算放大器Ul的正輸入端，節點II和節點IV通過第二電阻R2和第四電阻R4連接到運算放大器Ul的負輸入端，第一至第四電阻的阻值相等；所述運算放大器的正輸入端對地接入了第五電阻R5，而負輸入端到輸出端則接入了反饋電阻R6，第五電阻和反饋電阻的阻值相等。本實用新型通過在BTL電路的負載RL兩端各串聯ー只等值的檢流電阻(其阻值通常遠小于負載阻杭)，配合后續的差分放大器實現負載電流的檢測。此ニ電阻兩端的電壓正比于負載電流，且彼此相等。檢流電阻兩端的共模電壓往往很高，不管是直流電壓還是交流電壓都是如此，這也是常見的高邊電流檢測所遭遇的主要問題，特別在高頻電流檢測中，往往會產生可觀的共模誤差。本實用新型利用BTL電路的對稱特性，采用雙邊檢測的方法，在設置對稱檢流電阻的基礎上，改進后續差分放大器的結構，使交流共模電壓抵消后再進行差分放大，從源頭上顯著削弱了共模誤差的不利影響。另外，運放電路整體上可以看成ー個差分放大器，但有別于常見的只有兩個輸入的差分放大電路，準確地說此為ー個加減法電路，將節點I和節點III、節點II和節點IV的電壓兩兩疊加之后，再求兩個和值的差。由于BTL電路的對稱輸出特性，節點I和節點3、節點2和節點4的電壓疊加可以抵消交流共模電壓。BTL放大器電路輸出的直流共模電壓為供電電壓V+的一半即V+/2，節點I和節點III、節點II和節點IV的電壓疊加無法抵消直流共模電壓。常見的BTL功放電路供電電壓V+通常較高，而后續運算放大器的供電電壓通常不高，為保證運放的正常工作，加到其輸入端的共模電壓一般應小于其供電電壓，這樣，BTL電路較高的直流共模輸出電壓可能會超出后續運放的共模輸入范圍，為避免這ー問題的發生，需根據實際情況調整Rf R6的數值，使得被測電壓衰減一定比例。值得注意的是，對電流檢測有價值的差模電壓也不可避免地會受到相同比例的衰減，導致檢測靈敏度的損失，所以在實際設計中，應根據BTL電路的供電電壓、負載阻抗的大小等因素綜合考慮選擇檢流電阻值、運放供電電壓以及運放輸入衰減量。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗g和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.橋接負載電流檢測電路，其特征在于包括BTL放大器電路、負載電阻(RL)和運算放大器(Ul),輸入信號源的信號經BTL放大器放大后以差分形式從輸出引腳Vo+和Vo-輸出，所述負載電阻(RL)兩端分別串聯等值的檢流電阻I (RSl)和檢流電阻II (RS2)后，再聯接至BTL放大器的輸出引腳Vo+和Vo-，所述BTL放大器的輸出負載支路上形成4個節點，所述檢流電阻I (RSl)與輸出引腳Vo+的公共接點為節點I，所述檢流電阻I (RSl)與負載電阻(RL)的公共接點為節點II，所述負載電阻(RL)與檢流電阻II (RS2)的公共接點為節點III，所述檢流電阻II (RS2)與輸出引腳Vo-的的公共接點為節點IV ； 節點I和節點III通過第一電阻(Rl)和第三電阻(R3)連接到運算放大器(Ul)的正輸入端，節點II和節點IV通過第二電阻(R2)和第四電阻(R4)連接到運算放大器(Ul)的負輸入端，第一至第四電阻的阻值相等； 所述運算放大器的正輸入端對地接入了第五電阻(R5)，而負輸入端到輸出端則接入了反饋電阻(R6)，第五電阻和反饋電阻的阻值相等。
專利摘要本實用新型公開了一種橋接負載電流檢測電路，包括BTL放大器電路、負載電阻和運算放大器，輸入信號源的信號經BTL放大器放大后以差分形式從輸出引腳Vo+和Vo-輸出，負載電阻兩端分別串聯等值的檢流電阻I和檢流電阻II后，再聯接至BTL放大器的輸出引腳Vo+和Vo-，BTL放大器的輸出負載支路上形成4個節點，節點I和節點III通過第一電阻和第三電阻連接到運算放大器的正輸入端，節點II和節點IV通過第二電阻和第四電阻連接到運算放大器的負輸入端，第一至第四電阻的阻值相等；本實用新型克服了現有電流檢測技術在頻率較高的情況下測量精度嚴重下降的缺陷，其電路設計緊湊，適合推廣使用。
文檔編號G01R19/00GK202453404SQ20112048865
公開日2012年9月26日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者何傳紅, 張莉 申請人:重慶大學