一种电流检测单元漏电流消除电路及消除方法技术

本发明专利技术公开了一种电流检测单元漏电流消除电路及消除方法，属于电流检测领域，包括电阻、电容、电感、二极管以及运算放大器。本发明专利技术应用精确、低噪声以及低偏置电流的运算放大器跟随检测信号电压电路构成一个等电位保护电路，产生等电位低阻抗输出作为保护信号，在PCB布局时将高阻抗的信号检测通路加了一个金属保护环，实现了检测通路与附近电路的隔离保护，避免了由于检测通路与附近电路电位差引起的泄漏电流，达到了电流检测单元漏电流消除目的，提高了弱电流检测准确度，充分利用PCB空间；该电路能够准确实现弱电流到电压的转换，完成电流检测功能，而且电路结构简单，成本低廉；在电流检测等相关测量领域中具有良好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电流检测领域，具体涉及一种电流检测单元漏电流消除电路及消除方法。
技术介绍
近年来，经济繁荣，科技快速发展，极大地促进军事、通信、医疗、生物、化学等领域的技术革新，特别是电子测量技术。电子测量技术广泛存在于现实生活中，例如温度、湿度、光、声、力等等的测量。对于这些生活中常见物理量，电子测量
通常由传感器转换成电压或电流信号处理。电压、电流信号是电子测量技术和仪器仪表领域的研究对象，与现代科技发展不可分割。然而随着航天航空、精密仪器测试以及生物医疗电子的快速发展，被测电压、电流信号越来越微弱，甚至达到纳伏和皮安级，使得测量过程变得复杂困难，测量准确度下降。一般情况下，弱电流信号的检测是将电流信号转换成电压信号或者频率信号进行测量。但是弱电流信号转换过程中会不可避免的引入各种误差，例如泄漏电流、偏置电流、压电效应、零点漂移、摩擦电效应、污染和湿度介质吸收效应等等。泄漏电流是由测量电路和周边元件上电压之间的寄生电阻通路产生的。这种电流会对弱电流信号的测量准确度产生影响。为了获得更加准确的测量结果，研究人员和工程技术人员都在不断的进行探索。目前，高质量的绝缘材料，测试环境温湿度的有效控制等技术应用改善了测量电路和周边元件上电压之间的寄生电阻，从而在一定程度上降低泄漏电流，提高了测量准确度。然而，这种方法并没有从根本上消除漏电流的存在。传统技术，如改善寄生电阻方法，已经到达一种局限，此外新材料使得PCB印制板加工复杂困难，且价格比较昂贵。为了实现弱电流信号检测过程中漏电流的消除，降低电路PCB生产成本，必须另辟蹊径。因此需要一种新的电路技术和方法来解决。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种电流检测单元漏电流消除电路及消除方法，设计合理，克服了现有技术的不足，解决了测量仪器仪表中存在的泄漏电流问题，提高了弱电流检测准确度，具有良好的推广价值。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电流检测单元漏电流消除电路，包括电阻、电容、电感、二极管以及运算放大器；所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻以及第十一电阻；所述电容包括第一电容、第二电容以及第三电容；所述二极管包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管以及第八二极管；第九电阻和第十电阻通过线路连接组成检测电阻；第十电阻、第九电阻、第三电阻和电感通过线路依次连接组成检测电路；第九电阻的另一端和第十电阻的另一端分别连接至第三电容的两端，第十一电阻的一端连接至第十电阻和第三电容组成的公共端，另一端与检测电压的负极端口连接；第一电容、第四电阻和第五电阻通过线路依次连接组成RC滤波电路，第一电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻通过线路依次连接至运算放大器的正向输入端，第五电阻和第六电阻组成的公共端连接至第三电阻和第九电阻组成的公共端，第一电容的另一端接地，运算放大器的反向输入端和其输出端相连接，运算放大器的输出端与检测电压的正极端口连接；第七二极管的负极和第五二极管的正极连接，第五二极管的负极连接至第三电阻和第九电阻组成的公共端，第七二极管的正极接-10V；第八二极管的正极和第六二极管的负极连接，第六二极管的正极连接至第三电阻和第九电阻组成的公共端，第八二极管的负极接+10V；第七二极管的负极和第五二极管的正极组成的公共端与第八二极管的正极和第六二极管的负极组成的公共端连接；第四二极管的负极和第二二极管的正极连接，第二二极管的负极连接至电感的另一端，第四二极管的正极接-47V；第三二极管的正极和第一二极管的负极连接，第一二极管的正极连接至电感的另一端，第三二极管的负极接+47V；第四二极管的负极和第二二极管的正极组成公共端与第三二极管的正极和第一二极管的负极组成的公共端连接；第七电阻的一端连接至运算放大器的输出端，另一端分别与第二电阻、第八电阻、第二电容相连接，第八电阻的另一端连接至第八二极管的正极和第六二极管的负极组成的公共端；第二电阻的另一端与第一电阻连接，第一电阻的另一端连接至第四二极管的负极和第二二极管的正极组成公共端；第二电容的另一端接地。优选地，运算放大器采用N55。优选地，电感采用L74。此外，本专利技术还提到一种电流检测单元漏电流消除方法，该方法采用如上所述的一种电流检测单元漏电流消除电路，包括如下步骤：步骤1：将第八二极管的正极和第六二极管的负极组成的公共端点设置为A点；步骤2：将第三电阻和第九电阻组成的公共端点设置为B点；步骤3：通过运算放大器将B点电位跟随到A点；步骤4：PCB布局时，从A点引出一个金属环将检测电路保护起来，使检测电路与附近电路相隔离；步骤5：消除漏电流。本专利技术所带来的有益技术效果：本专利技术提出了一种电流检测单元漏电流消除电路及消除方法，与现有技术相比，本专利技术应用精确、低噪声以及低偏置电流的运算放大器跟随检测信号电压电路构成一个等电位保护电路，产生等电位低阻抗输出作为保护信号，在PCB布局时将高阻抗的信号检测通路加了一个金属保护环，实现了检测通路与附近电路的隔离保护，降低了外部电路的干扰，避免了由于检测通路与附近电路电位差引起的泄漏电流，达到了电流检测单元漏电流消除目的，提高了弱电流检测准确度，充分利用PCB空间；该电路能够准确实现弱电流到电压的转换，完成电流检测功能，而且电路结构简单，成本低廉；在电流检测等相关测量领域中具有良好的应用价值。附图说明图1为本专利技术一种电流检测单元漏电流消除电路的电路原理图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：实施例1：如图1所示的一种电流检测单元漏电流消除电路，包括电阻、电容、电感、二极管以及运算放大器；所述电阻包括第一电阻R216、第二电阻R217、第三电阻R222、第四电阻R223、第五电阻R224、第六电阻R225、第七电阻R226、第八电阻R227、第九电阻R239、第十电阻R240以及第十一电阻R701；所述电容包括第一电容C170、第二电容C223以及第三电容C229；所述二极管包括第一二极管V82、第二二极管V83、第三二极管V84、第四二极管V85、第五二极管V90、第六二极管V91、第七二极管V92以及第八二极管V93；第九电阻R239和第十电阻R240通过线路连接组成检测电阻；第十电阻R240、第九电阻R239、第三电阻R222和电感L74通过线路依次连接组成检测电路；第九电阻R239的另一端和第十电阻R240的另一端分别连接至第三电容C229的两端，第十一电阻R701的一端连接至第十电阻R240和第三电容C229组成的公共端，另一端与检测电压的负极端口连接；第一电容C170、第四电阻R223和第五电阻R224通过线路依次连接组成RC滤波电路，第一电容C170、第四电阻R223、第五电阻R224、第六电阻R225通过线路依次连接至运算放大器N55的正向输入端，第五电阻R224和第六电阻R225组成的公共端连接至第三电阻R222和第九电阻R239组成的公共端，第一电容C170的另一端接地，运算放大器N55的反向输入端和其输出端相连接，运算放大器N55的输出端与检测电压的正极端口连接；第七二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流检测单元漏电流消除电路，其特征在于：包括电阻、电容、电感、二极管以及运算放大器；所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻以及第十一电阻；所述电容包括第一电容、第二电容以及第三电容；所述二极管包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管以及第八二极管；第九电阻和第十电阻通过线路连接组成检测电阻；第十电阻、第九电阻、第三电阻和电感通过线路依次连接组成检测电路；第九电阻的另一端和第十电阻的另一端分别连接至第三电容的两端，第十一电阻的一端连接至第十电阻和第三电容组成的公共端，另一端与检测电压的负极端口连接；第一电容、第四电阻和第五电阻通过线路依次连接组成RC滤波电路，第一电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻通过线路依次连接至运算放大器的正向输入端，第五电阻和第六电阻组成的公共端连接至第三电阻和第九电阻组成的公共端，第一电容的另一端接地，运算放大器的反向输入端和其输出端相连接，运算放大器的输出端与检测电压的正极端口连接；第七二极管的负极和第五二极管的正极连接，第五二极管的负极连接至第三电阻和第九电阻组成的公共端，第七二极管的正极接‑10V；第八二极管的正极和第六二极管的负极连接，第六二极管的正极连接至第三电阻和第九电阻组成的公共端，第八二极管的负极接+10V；第七二极管的负极和第五二极管的正极组成的公共端与第八二极管的正极和第六二极管的负极组成的公共端连接；第四二极管的负极和第二二极管的正极连接，第二二极管的负极连接至电感的另一端，第四二极管的正极接‑47V；第三二极管的正极和第一二极管的负极连接，第一二极管的正极连接至电感的另一端，第三二极管的负极接+47V；第四二极管的负极和第二二极管的正极组成公共端和第三二极管的正极与第一二极管的负极组成的公共端连接；第七电阻的一端连接至运算放大器的输出端，另一端分别与第二电阻、第八电阻、第二电容相连接，第八电阻的另一端连接至第八二极管的正极和第六二极管的负极组成的公共端；第二电阻的另一端与第一电阻连接，第一电阻的另一端连接至第四二极管的负极和第二二极管的正极组成公共端；第二电容的另一端接地。...

【技术特征摘要】
1.一种电流检测单元漏电流消除电路，其特征在于：包括电阻、电容、电感、二极管以及运算放大器；所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻以及第十一电阻；所述电容包括第一电容、第二电容以及第三电容；所述二极管包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管以及第八二极管；第九电阻和第十电阻通过线路连接组成检测电阻；第十电阻、第九电阻、第三电阻和电感通过线路依次连接组成检测电路；第九电阻的另一端和第十电阻的另一端分别连接至第三电容的两端，第十一电阻的一端连接至第十电阻和第三电容组成的公共端，另一端与检测电压的负极端口连接；第一电容、第四电阻和第五电阻通过线路依次连接组成RC滤波电路，第一电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻通过线路依次连接至运算放大器的正向输入端，第五电阻和第六电阻组成的公共端连接至第三电阻和第九电阻组成的公共端，第一电容的另一端接地，运算放大器的反向输入端和其输出端相连接，运算放大器的输出端与检测电压的正极端口连接；第七二极管的负极和第五二极管的正极连接，第五二极管的负极连接至第三电阻和第九电阻组成的公共端，第七二极管的正极接-10V；第八二极管的正极和第六二极管的负极连接，第六二极管的正极连接至第三电阻和第九电阻组成的公共端，第八二极管的负极接+10V；第七二极管的负极和第五二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张根苗，李斌，张永坡，王文廷，王俊，王群，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34