[发明专利]一种高边过流检测电路及其方法

说明书

本发明公开了一种高边过流检测电路及其方法，检测电路包括供电单元、电流迟滞比较器单元和电平转换单元，检测方法包括将电流迟滞比较器接入负载与电源电压之间的采样电阻R1两端；电流迟滞比较器单元比较负载电流与设定值后反转输出高低电压；电平转换单元对输出的高低电压进行转换，输出逻辑电平；通过输出的逻辑电平计算出负载与电源电压之间的电流。本发明采用电流迟滞比较器单元、电平转换单元和单片机实现过流检测，其中电流迟滞比较器单元、电平转换单元中采用比较器、三极管、电阻等搭建，电路简单、成本低、响应快，从而克服了现有高端电流采样电路的成本较高的缺点。

技术领域

本发明涉及过流检测技术领域，具体涉及一种高边过流检测电路及其方法。

背景技术

过流检测首先是需要检测电流的大小，然后与参考值比较输出过流状态信号。电流的检测主要有两种基本的方案，一种是测量电流流过的导体周围的磁场，另一种是在电流路径中插入一个小电阻(分流器)，然后测量电阻上的压差。电阻方案有低边电流检测和高边电流检测，低边方案是电阻放在负载和电路地之间，电阻上形成的压降可以用简单的运放进行放大；高边电流检测指的是将检测电阻放在电源电压和负载之间的高位，低边检测方案的优势是简单和低成本，然而，许多应用不能容忍由于检测电阻引入的地线干扰，特别是较高的负载电流(如电池管理系统的电流可达上百安培)会使问题更加严重，严重影响系统的其它电路工作，如通信电路等，高边电流检测则消除了低边检测方案中产生的地线干扰问题，但是高边电流检测要求检测放大器处理接近电源电压的共模电压，这种共模电压值范围很宽，如电池管理系统可达百伏以上，因此，对于必须选用高共模电压的放大器，这种放大器价格昂贵，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高边过流检测电路及其方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高边过流检测电路，包括：

供电单元，用于对电流迟滞比较器单元提供电源；

电流迟滞比较器单元，用于连接在负载与电源电压之间且比较负载电流与设定值后反转输出高低电平；

电平转换单元，用于对电流迟滞比较器单元输出的高电平转换成逻辑电平。

优选的，所述电流迟滞比较器单元包括电压比较器、电阻R4和R5，所述电压比较器的反相输入端通过电阻R4接入供电单元负端，电压比较器的同相输入端通过电阻R5接电压比较器的输出端。

优选的，所述电平转换单元包括三极管T1、T2，电阻R7、R8、R9、R10、R11和R12，所述三极管T1的基极通过电阻R7与电压比较器的输出端连接，三极管T1的发射极与基极之间通过电阻R8连接，三极管T1的集电极通过电阻R9接地，三极管T1的集电极通过电阻R10与三极管T2的基极连接，三极管T2的基极通过电阻R11与三极管T2的发射极连接后接地，三极管T2的集电极通过电阻R12。

优选的，所述供电单元包括稳压二极管和电阻R6，所述稳压二极管的阴极接电源正极，稳压二极管的阳极通过电阻R6接地。

一种高边过流检测方法，包括以下步骤：

电压比较器接收电源电压与负载之间的负载电流并比较负载电流与设定值后反转输出高低电平；

电平转换单元对输出的高电平进行转换，输出逻辑电平至单片机；

单片机计算出电压比较器反转后的负载电流。

优选的，所述比较负载电流与设定值后反转输出高低电平的具体方法为：

当负载电流增大时，电压比较器同相输入端的电压减小，将电压比较器同相输入端的电压与设定值进行比较，若小于设定值，则电压比较器由高电平反转为低电平，若大于设定值，则电压比较器由低电平反转为高电平；