[发明专利]一种双向电流检测放大器

说明书

本发明公开了一种双向电流检测放大器，包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第一电流镜、第二电流镜、电三电流镜、第一比较器Comp1、第二比较器Comp2、第一放大器Amp1、第二放大器Amp2、第三放大器Amp3、第一反相器INV1、第二反相器INV2、电阻R0～R4、晶体管NM0；该双向电流检测电路可以检测电流的大小，在不改动应用连接线路的情况下，可用于正电压和负电压之间的电流检测，同时也可以用于正负相反方向电流流动的检测并确定电流流向。

技术领域

本发明涉及电流检测技术领域，特别涉及一种双向电流检测放大器。

背景技术

电流检测放大器广泛应用于焊接设备、电脑、手机、电信设备、汽车用、电源管理、电池充电器等。通过监测电流大小和流动方向，可以最好地监视电动机扭矩、螺线管受力、LED密度、太阳能电池受光量和电池电量等。因此，需要一个能准确测量电流并将电流转换成电压的电路，这样就可以用现有的电压器件(放大器、比较器、ADC等)来放大、调节和测量电压。在这些应用中，电流检测电路中的放大器用来从高共模电压中抽取通过小检测电阻的电流产生的小差分电压，如图1所示。被检测的电流Is流过电流检测电阻Rs，产生电压

Vsen＝(Vin₊-Vin_-)＝Is*Rs。由于放大器A的作用，其正负输入端的电位必须相等，即放大器A驱动晶体管Q₀开通，使得流经Vin₊到Q₀，再经R_L到地的电流I_RL在电阻R产生的电压等于Vsen，即I_RL*R＝Vsen＝(Vin₊-Vin_-)，I_RL＝(Vin₊-Vin_-)/R。I_RL流过电阻R_L转换成以地为基准的输出电压V_out＝(Vin₊-Vin_-)*(R_L/R)。R_L/R的比值就是放大倍数。所以，经过应用电流检测放大器后，通过测量输出电压V_out，就能够知道电流Is的大小。

双向电能变换器能够实现能量的双向传输，在电池充电器、UPS电源、电动汽车等领域广泛使用。在能量变换控制中需要采样电流，由于电能传递方向不同，电流方向也会不同，选用的电流检测放大器需要既能检测正电流，又能检测负电流，并能够把采样得到的电流信号转换成电压信号。因此需要电流检测放大器既能检测正电压，又能检测负电压。但大多数此类电流检测放大器控制芯片一般不具备接受正负两个极性的电压的能力，为此需采用额外的电路对电压进行电平位移，这一方面增加了电路的成本和复杂性，另一方面降低了采样精度。而有些电流检测放大器控制芯片即使能够检测双向流动的电流，但应用范围仅限于正电压之间的电流流动。

发明内容

本发明的目的是提供一种双向电流检测放大器。

为此，本发明技术方案如下：

一种双向电流检测放大器，包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第一电流镜、第二电流镜、电三电流镜、第一比较器Comp1、第二比较器Comp2、第一放大器Amp1、第二放大器Amp2、第三放大器Amp3、第一反相器INV1、第二反相器INV2、电阻R0～R4、晶体管NM0；

测试接入端Vin1与测试接入端Vin2之间设有电阻Rsen；测试接入端Vin1通过电阻R1接第二比较器Comp2的反相输入端，测试接入端Vin2通过电阻R2接到第二比较器Comp2的正相输入端；第二比较器Comp2的输出用来控制第二开关单元和第三开关单元；第二开关单元控制第三放大器Amp3的输入连接，第二开关单元的输出接第三放大器Amp3的输入；第三放大器Amp3的输出端接第三电流镜的输入端；第三电流镜的部分输出端接第二开关单元的输入，部分通过电阻Rout接地；第三开关单元的输出端接第三电流镜；