电流检测电路制造技术

公开了一种电流检测电路，可用于检测H桥电路的负载电流。通过控制两个放大器分别对检测电阻器两端的正向电压和负向电压进行交替检测，且一个放大器工作于信号放大状态时另一个放大器工作于调零状态，在检测双向电流的同时避免了现有技术的共模干扰，提供了精确的检测电流信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及电子电路，尤其涉及用于检测H桥电路负载电流的电流检测电路。
技术介绍
H桥电路采用单电源VIN供电，常用于驱动电机或其他双向运行的负载。图1是H桥电路的简单示意图。如图1所示，开关管M1和M4构成第一开关管对，开关管M2和M3构成第二开关管对。当开关管M1和M4导通，开关管M2和M3断开时，A端的电压大于B端的电压，负载中流过正向电流，并以某一方向运行(例如顺时针)。当开关管M2和M3导通，开关管M1和M4截止时，B端的电压大于A端的电压，负载中流过反向电流，并以相反方向运行(例如逆时针)。H桥电路常常需要检测负载电流iload来进行反馈控制。传统的负载电流检测将一个阻值很小的检测电阻器RSENSE串入H桥，根据检测电阻器RSENSE两端的电压来反映负载电流的iL的信息。图2a～2c是现有的三种用于H桥电路负载电流检测的电路示意图。图2a称为低侧(low side)电流检测，检测电阻器RSENSE耦接在负载与参考地之间。图2b称为高侧(high side)电流检测，检测电阻器RSENSE耦接在电源VIN与负载之间。因为流过检测电阻器RSENSE的电流方向是变化的，检测电阻器两端的电压VSENSE是一断续的交流脉冲电压，图3是图2a和图2b中的检测电阻器两端的电压波形图。然而，图2a和图2b所示的检测方式只能检测单向电流。为实现电流的双向检测，现有的解决方案是采用图2c所示的电流检测方式。如图2c所示，检测电阻器RSENSE与负载串联，通过差分放大器来放大检测电阻器两端的电压。然而这种差分检测方式常常会将显著的共模噪声分量引入检测结果中，从而造成低信噪比(Signal-to-nosie，SNR)，这不是我们所期望的。为此，本专利技术提出一种具有较高信噪比的、可以实现双向电流检测的电流检测电路。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题，本专利技术的目的是提供一种相对于现有技术具有较高信噪比的电流检测电路，可以实现双向电流检测，并提供精确的电流检测结果。根据本专利技术实施例的一种电流检测电路，用于检测H桥电路的负载电流，该H桥电路具有由第一控制信号控制的第一开关管对和由第二控制信号控制的第二开关管对，通过交替导通第一开关管对和第二开关管对以驱动负载，该电流检测电路包括：检测电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至负载，第二端耦接至参考地；第一放大器，具有同相输入端、反相输入端、时钟输入端和输出端，其中同相输入端经第一电阻器耦接至检测电阻器的第一端，反相输入端经第二电阻器耦接至检测电阻器的第二端，时钟输入端接收第一控制信号，第一控制信号作为时钟信号，控制第一放大器交替工作于信号放大状态和调零状态；第二放大器，具有同相输入端、反相输入端、时钟输入端和输出端，其中同相输入端耦接至第一放大器的反相输入端，反相输入端耦接至第一放大器的同相输入端，时钟输入端接收第二控制信号，第二控制信号作为时钟信号，控制第二放大器交替工作于信号放大状态和调零状态；以及输出晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至输出电路以提供代表负载电流的检测电流信号，第二端电连接至处于信号放大状态的放大器的反相输入端，控制端电连接至处于信号放大状态的放大器的输出端。根据本专利技术另一实施例的一种电流检测电路，包括；检测电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至负载，第二端耦接至参考地；第一放大器和第二放大器，其中第一放大器的同相输入端经第一电阻器耦接至检测电阻器的第一端，第一放大器的反相输入端经第二电阻器耦接至检测电阻器的第二端，第二放大器的反相输入端耦接至第一放大器的同相输入端，第二放大器的同相输入端耦接至第一放大器的反相输入端，第一放大器和第二放大器均为自动调零放大器，当检测电阻器第一端的电压大于第二端的电压时，第一放大器工作于信号放大状态，第二放大器工作于调零状态，当检测电阻器第一端的电压小于第二端的电压时，第二放大器工作于信号放大状态，第一放大器工作于调零状态；以及输出晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至输出电路以提供代表流过检测电阻器电流的检测电流信号，第二端电连接至处于信号放大状态的放大器的反相输入端，控制端电连接至处于信号放大状态的放大器的输出端。根据本专利技术的实施例，通过控制两个放大器分别对检测电阻器两端的正向电压和负向电压进行交替检测，且一个放大器工作于信号放大状态时另一个放大器工作于调零状态，在检测双向电流的同时很好地抑制了共模电压，从而避免了现有技术中的共模干扰，使检测结果精确。附图说明图1是H桥电路的简单示意图；图2a～2c是现有的三种用于H桥电路负载电流检测的电路示意图；图3是图2a和图2b中的检测电阻器两端的电压波形图；图4是根据本专利技术一实施例的用于H桥电路的电流检测电路401的电路原理图；图5是根据本专利技术一实施例的图4所示电流检测电路401的波形图；图6是根据本专利技术一实施例的电流检测电路601的电路原理图；图7是根据本专利技术又一实施例的电流检测电路701的电路原理图；图8是根据本专利技术再一实施例的电流检测电路801的电路原理图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。图4是根据本专利技术一实施例的电流检测电路401的电路原理图。电流检测电路401可用于检测H桥电路的负载电流iload。H桥电路包括开关管M1～M4，每个开关管由一个控制信号来控制其导通与关断。开关管M1和M4构成第一开关管对，由第一控制信号G1/4来控制，开关管M2和M3构成第二开关管对，由第二控制信号G2/3来控制。H桥电路控制第一开关管对与第二开关管对交替导通，将直流电压VIN转换为驱动电压提供给为负载。在一个实施例中，H桥电路还包括驱动电路，接收控制信号G1～G4，将控制信号G1～G4的驱动能力增大后分别输出至开关管M1～M4的控制端。对于H桥电路而言，常常需要获得精确的负载电流iload信息来实现环路的电流调整。由于负载电流iload可以从A端流向B端，亦可以从B端流向A端，因此需要电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流检测电路，用于检测H桥电路的负载电流，该H桥电路具有由第一控制信号控制的第一开关管对和由第二控制信号控制的第二开关管对，通过交替导通第一开关管对和第二开关管对以驱动负载，该电流检测电路包括：检测电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至负载，第二端耦接至参考地；第一放大器，具有同相输入端、反相输入端、时钟输入端和输出端，其中同相输入端经第一电阻器耦接至检测电阻器的第一端，反相输入端经第二电阻器耦接至检测电阻器的第二端，时钟输入端接收第一控制信号，第一控制信号作为时钟信号，控制第一放大器交替工作于信号放大状态和调零状态；第二放大器，具有同相输入端、反相输入端、时钟输入端和输出端，其中同相输入端耦接至第一放大器的反相输入端，反相输入端耦接至第一放大器的同相输入端，时钟输入端接收第二控制信号，第二控制信号作为时钟信号，控制第二放大器交替工作于信号放大状态和调零状态；以及输出晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至输出电路以提供代表负载电流的检测电流信号，第二端电连接至处于信号放大状态的放大器的反相输入端，控制端电连接至处于信号放大状态的放大器的输出端。

【技术特征摘要】
1.一种电流检测电路，用于检测H桥电路的负载电流，该H桥电路具有由第一控制信号控制的第一开关管对和由第二控制信号控制的第二开关管对，通过交替导通第一开关管对和第二开关管对以驱动负载，该电流检测电路包括：检测电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至负载，第二端耦接至参考地；第一放大器，具有同相输入端、反相输入端、时钟输入端和输出端，其中同相输入端经第一电阻器耦接至检测电阻器的第一端，反相输入端经第二电阻器耦接至检测电阻器的第二端，时钟输入端接收第一控制信号，第一控制信号作为时钟信号，控制第一放大器交替工作于信号放大状态和调零状态；第二放大器，具有同相输入端、反相输入端、时钟输入端和输出端，其中同相输入端耦接至第一放大器的反相输入端，反相输入端耦接至第一放大器的同相输入端，时钟输入端接收第二控制信号，第二控制信号作为时钟信号，控制第二放大器交替工作于信号放大状态和调零状态；以及输出晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至输出电路以提供代表负载电流的检测电流信号，第二端电连接至处于信号放大状态的放大器的反相输入端，控制端电连接至处于信号放大状态的放大器的输出端。2.如权利要求1所述的电流检测电路，进一步包括第一组开关管和第二组开关管，其中在第一控制信号处于有效状态时，第一组开关管导通而第二组开关管关断，第一放大器的输出端电连接至输出晶体管的控制端，第一放大器的反相输入端电连接至输出晶体管的第二端，在第二控制信号处于有效状态时，第二组开关管导通而第一组开关管关断，第二放大器的输出端电连接至输出晶体管的控制端，第二放大器的反相输入端电连接至输出晶体管的第二端。3.如权利要求2所述的电流检测电路，其中该第一组开关管包括第五开关管和第六开关管，第五开关管的第一端耦接至第一放大器的反相输入端，第五开关管的第二端耦接至输出晶体管的第二端，第六开关管的第一端耦接至第一放大器的输出端，第六开关管的第二端耦接至输出晶体管的控制端，第五开关管和第六开关管的控制端均耦接至第一控制信号，第二组开关管包括第七开关管和第八开关管，第七开关管的第一端耦接至第二放大器的反相输入端，第七开关管的第二端耦接至输出晶体管的第二端，第八开关管的第一端耦接至第二放大器的输出端，第八开关管的第二端耦接至输出晶体管的控制端，第七开关管和第八开关管的控制端均耦接至第二控制信号。4.如权利要求1所述的电流检测电路，进一步包括第一选择电路和第二选择电路，其中在第一放大器工作于信号放大状态时，第一选择电路选择将第二放大器的反相输入端与输出晶体管的第二端的连接断开，并将第一放大器的反相输入端连接至输出晶体管的第二端，第二选择电路选择将第一放大器的输出端连接至输出晶体管的控制端，将第二放大器的输出端与输出晶体管的控制端的连接断开；以及在第二放大器工作于信号放...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明亮，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51