[发明专利]基于电感等效串联电阻电位浮动的电流检测电路

说明书

技术领域

本发明电子电路技术，特别涉及电流检测电路，可用于电力电子系统对电流的检测。

背景技术

电力电子系统中在实施电流型控制、过流保护、系统并联均流等技术时，都必须要用到电感电流的检测技术。

常见的电感电流检测方法有串联检流电阻法、电流互感器法、绝缘栅极晶体管MOSFET元胞检测法以及电感等效串联电阻检测法。

串联检流电阻法，如图1所示，它是将检流电阻1与负载2串联，根据欧姆定律，只要检测检流电阻1两端的电压即可确定被检测的电流。该方法的缺陷是损耗太大，特别是在大电流检测中，损耗不容忽视。

电流互感器法，是依据电磁感应原理，利用互感器进行电流检测，将一次绕组串在需要测量电流的线路中，将二次绕组串接在测量仪表和保护回路中。电流互感器可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流。该方法的缺陷是不能检测直流电流。

绝缘栅极晶体管MOSFET元胞检测法，是在检测电路中的功率MOSFET旁并接一个检测MOSFET。该方法的缺陷是所能应用的频带宽度太窄，并且并接的检测MOSFET会对电路中原有的功率MOSFET带来很大的误差。

电感等效串联电阻检测法，如图2所示，该方法将流过电感的电流转化为电压信号，通过检测电压信号来得到电流值。由于电感等效串联电阻ESR的值非常小，需要用运算放大器将检测信号进行放大。由于受到运算放大器耐压的限制，导致该方法不能很好地应用于高压场合。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于电感等效串联电阻电位浮动的电流检测电路，以减小检测损耗和对被检测电路的影响，实现在高压场合下对直流电信号和交流电信号的精确检测。

为实现上述目的，本发明基于电感等效串联电阻的电流检测电路，包括电感，RC网络其特征在于：

RC网络的输出端连接有电位浮动的电压检测电路，用于检测RC网络中检测电容两端的电压差；该电位浮动的电压检测电路的输出端连接有差分比例运算电路，用于放大电压检测电路的输出，并且使输出电压值的参考平面回归到以地平面为基准；所述的电位浮动的电压检测电路包括：放大电路与电荷泵电路；放大电路的输入端与RC网络中的检测电容并联；电荷泵电路的输入端与放大电路的输出串联连接；

所述的差分比例运算电路包括：第一级差分电路与第二级差分电路；第一级差分电路的输入端与电荷泵电路的输出端相连；第一级差分电路的输出端与第二级差分电路的输入端相连；第二级差分电路的输出端作为整个检测电路的输出。

本发明由于由于采用了电力电子系统中原有的功率电感对电流进行测量，充分利用了电感的等效串联电阻，使得检测电路中未加入新的损耗，从而达到无损耗测量的目的；同时由于本发明在电压检测回路中加入了电荷泵电路，使电压检测回路的电压浮动，因此该电路可以很好地应用在高压场合；此外由于本发明加入了差分比例运算电路，消除了电荷泵电路中的电压降对输出电压的影响，并且使输出电压回到以地平面为基准。

附图说明

图1为现有应用检流电阻的电流检测电路结构框图；

图2为现有的应用电感等效串联电阻的电流检测电路结构框图；

图3为本发明的电路结构框图；

图4为本发明的电路结构原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图，利用具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例通过对RC网络中检测电容与匹配电阻的匹配，使得电容两端的电压差与流经电感的电流成线性关系，利用该特性进行电流检测。