[发明专利]一种低边电流检测系统

说明书

技术领域

本发明属于电子通信技术领域，涉及一种电流检测系统，尤其涉及一种低边电流检测系统。

背景技术

在电机控制、电磁阀控制以及电源管理(如DC/DC转换器与电池监控)等诸多应用中，通常需要实时监控电流和计算剩余电量。

电动汽车的电机采用PWM控制，电流是脉动的，在充放电过程中电流正负数值从几毫安到上百安培，且变化速率较大。因此一般选用响应速度快，具有优良线性度的高精度霍尔传感器来采样电流，然后再送至ADC。相对于汽车电子，普通消费类电子的应用要求较低，一般采用小电阻采样的方式来检测电流。

使用电阻采样检测电流的方案主要有低边电流检测和高边电流检测两种。如图1所示，为低边电流检测电路原理图，该检流电阻一端接地。本发明的发明人经研究和实践发现，这种检测方式的优点如下：

(1)输入共模电平低；

(2)输出电压为对地的电位。

但是其缺点也很明显：

(1)负载上的电压对地产生了偏移；

(2)不能检测到负载接地短路。

如图1所示的低边电流检测的输入共模点很低，一般直接检测采样电阻两端的电压，对采样的电压进行处理，当电流为单向时，通常只要使用可以支持地为共模输入的运放即可。但是，本发明的发明人发现，当电流为双向时，输入共模会低于地电位，对于单电源供电的系统，普通运放难以实现反向电流的处理；并且由于其内在的电路结构不能实现大电流的检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，从而提供了一种既可以实现双向电流检测的低边电流检测系统。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种低边电流检测系统，用于检测与地连接的采样电阻的电流大小，该检测系统包括：将采样电阻两端的电压信号平移，并平移后的将电压信号转换为电流信号的电压转电流模块；将所述电压转电流模块转换后的电流信号调制成方波信号的调制模块；以及用于根据所述方波信号得到采样电阻电流值的数字处理模块。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明公开的低边电流检测系统，将采样电阻两端的电压平移后并转换成电流后进行处理，由于平移后的电压不是以零电位为中心浮动，而是以所平移的电压为中心浮动，因此可以较好的实现双向电流的检测。

附图说明

图1是现有技术低边检测电路原理图。

图2是本发明实施例低边检测电路原理框图。

图3是本发明第一实施例低边检测电路原理图。

图4是本发明实施例调制器中触发器的输出波形。

图5是本发明第二实施例低边检测电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图2是本发明实施例低边检测电路原理框图，公开了一种低边电流检测系统，用于检测与地连接的采样电阻的电流大小，该检测系统包括：将采样电阻Rsense两端的电压信号平移，并将平移后的电压信号转换为电流信号的电压转电流模块1；将所述电压转电流模块转换后的电流信号调制成方波信号的调制模块2；以及用于根据所述方波信号得到采样电阻电流值的数字处理模块3。本发明公开的低边电流检测系统，将采样电阻Rsense两端的电压平移后并转换成电流后进行处理，由于平移后的电压不是以零电位为中心浮动，而是以所平移的电压为中心浮动，因此可以较好的实现双向电流的检测。

在本实施例中，结合图3，所述电压转电流模块1包括将采样电阻两端的电压进行平移的电平平移单元11和电阻R5，所述电阻R5连接电平平移单元11的输出端，所述电阻R5的阻值大于采样电阻Rsense的阻值。所述电平平移单元11包括第一运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4、所述电阻R1的一端连接第一运算放大器U1的第一输入端，另一端连接采样电阻Rsense的一端；电阻R3的一端连接第一运算放大器U1的第二输入端，另一端连接采样电阻Rsense的一另端；所述电阻R2一端连接第一运算放大器U1的第一输入端，另一端连接共模电压Vcm；所述电阻R4的一端连接第一运算放大器的第二输入端，另一端和第一运算放大器的输出端连接。本实施例中，第一输入端为正输入端，所述第二输入端为负输入端。

本实施例中的电平平移单元11中，如果共模电压Vcm为零，即地信号，那么该电平平移单元为减法器，原理如下：