[发明专利]一种电流采样电路及控制方法

说明书

一种电流采样电路，包括第一原边绕组、第一副边绕组、第一采样电阻、第一采样开关和第一采样电容，第一原边绕组串接在主电路的被检测位置，第一副边绕组同名端与第一采样电阻一端连接，第一采样电阻另一端与第一采样电容一端及第一采样开关一端相连，相连点还作为电流采样电路的输出端，第一采样电容另一端、第一采样开关另一端及第一副边绕组异名端同时接至地参考端。本发明提供一种新的电流采样电路，采用隔离采样的方式，不受参考地的影响。

技术领域

本发明涉及采样电路，尤其是采样电路中的电流采样电路及电流采样控制方法。

背景技术

在电源领域，采样电流用做控制、保护是很常见的方法，对于电流采样而言，通常有电阻采样、霍尔芯片采样、电流互感器采样。其中电阻采样成本最低、应用最多，但在电流大时损耗比较大，并且采样信号的参考电位需要与控制芯片的参考电位一致，这导致了电阻采样在某些情况下(如图腾无桥PFC)受限明显；霍尔芯片采样不会受限于参考地，但成本高，并且带宽小，通常只能用来检测平均电流；电流互感器采样损耗小，不会受限于参考地，应用灵活，成本相对也较低，因而也是目前应用极为广泛的电流采样方案。

图1所示为常见的使用电阻进行电流采样的电路，包括开关管Q1、采样电阻Rs1、开关管控制信号SW1。当开关管控制信号SW1控制开关管Q1导通时，电流流经Rs1形成电流采样信号Cs1。

图2所示为图1所示的电流采样电路在开关控制信号SW1控制开关管Q1导通的情况下，电流经采样电阻Rs1形成的采样信号波形Cs1。图中箭头所示方向为电流参考方向，电流流过的方向该采样方式能够实现正负电流的采样，但是当存在大电流流过的情况下，该采样方式会造成较大的损耗，并且需要采样地与芯片地共地处理，若是在浮地的条件下，需要隔离采样，这会增大电流采样的复杂程度。

图3所示为常见的使用电流互感器进行电流采样的电路，包括开关管Q1、电流互感器CT1、互感器原边绕组P1、互感器副边绕组S1、去磁电感Lm1、采样电阻Rs1、去磁电阻Rc1、二极管D1，原边绕组P1的两端为电流采样电路的两个输入端，副边绕组S1与去磁电路并联后的一端连接二极管D1的阳极、另一端接地，去磁电路由去磁电感Lm与去磁电阻Rc1并联组成，用来给CT1去磁，二极管D1的阴极与采样电阻Rs1一端连接，采样电阻Rs1另一端接地，图中所示方向为电流参考方向。一般的，当开关控制信号SW1控制开关管导通的情况下，如果存在电流按图中所示的电流方向流经原边绕组P1，副边绕组S1会感应一电流经过二极管D1，经采样电阻Rs1后产生一采样信号Cs，此时电感Lm1激磁。当开关控制信号SW1控制开关管关断，该流经原边绕组P1的电流消失，副边绕组S1感应一电流经过Rc1对电感Lm1去磁复位。

图4所示的为图3所示的电流采样电路在开关控制信号SW1控制开关管Q1导通的情况下，采样电流经采样电阻Rs1形成的采样信号波形Cs1。一般的，去磁电阻Rc1的取值通常为kΩ级，取值通常为采样电阻的几十倍，会远大于Rs1，当互感器原边绕组P1通过负向电流，由于二极管D1反向截止，这个负向电流在电阻Rc1上产生很大的负向电压(通常能达上百V)，如果这个电压没有使二极管D1反向击穿损坏，就会在互感器CT1的励磁电感上形成较大的励磁电流，这个励磁电流将会通过二极管D1与电阻Rs1去磁，存在去磁问题，互感器CT1不是一个周期内饱和就是几个周期内饱和，采样损耗也会增加，同时也会产生误触发信号。因而从电流采样控制上来说需要能够避免上述问题的可替代方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种电流采样电路及其控制方式，该采样电路利用隔离采样的方式，兼顾常见互感器采样及电阻采样的优点，且不受参考地的影响，即使检测位置流经正负电流时也可以通过本发明的电流采样电路进行采样。

解决上述技术问题，本发明的采用的技术方案如下：