一种较高动态范围电流的检测电路及检测方法技术

本发明专利技术涉及电路技术领域，尤其涉及一种较高动态范围电流的检测电路及检测方法，其中，检测电路包括至少一个电流检测模块，连接于一电压源与一负载之间，至少一个电流检测模块包括：一整流单元组，包括多级整流单元，以获取每级整流单元的电阻值；一纯电阻单元，纯电阻单元的输入端连接最后一级的整流单元的输出端；两组差分放大单元，用于检测每个电流检测模块的电压模拟值；两组模数转换单元，以将每个电流检测模块的电压模拟值转换为每个电流检测模块的电压数字值；一控制模块，以检测每个电流检测模块的电流值。本发明专利技术的技术方案的有益效果在于：使得微小电流和大电流均保证同样的精度，成本低廉，且大小电流的功率电阻选择灵活。

A detection circuit and method of high dynamic range current

【技术实现步骤摘要】
一种较高动态范围电流的检测电路及检测方法
本专利技术涉及电路
，尤其涉及一种较高动态范围电流的检测电路及检测方法。
技术介绍
传统的电流检测方式是采用霍尔传感器或者电阻采样检测，但这样的方式很难实现在较高动态范围检测情况下，使得微小电流和较大电流均保证同样的精度，其中，不可避免地造成较大的电流检测误差，形成跷跷板效应。造成电流检测误差主要有三个来源：检流器件的误差；放大电路的误差和ADC(模数转换器)、电压源的误差。对于较宽范围的电流检测，检流器件输出的模拟信号幅值范围比较宽，需要不同的放大倍数的设计来实现信号调理，如果只用一种放大倍数，则无法兼顾大、小量程的精度，最终的结果就是在小电流段精度比较高，较大电流时器件趋于饱和，精度较低甚至根本无法测量到较大的电流，反之亦然。因此，针对上述问题，成为本领域技术人员亟待解决的难题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种较高动态范围电流的检测电路及检测方法。具体技术方案如下：本专利技术提供一种较高动态范围电流的检测电路，其中，所述检测电路包括至少一个电流检测模块，连接于一电压源与一负载之间，所述负载连接一接地端，至少一个所述电流检测模块包括：一整流单元组，所述整流单元组包括多级整流单元，第一级的所述整流单元的输入端连接所述电压源，后一级的所述整流单元的输入端连接前一级的所述整流单元的输出端，所述整流单元用于获取每级所述整流单元的电阻值；一纯电阻单元，所述纯电阻单元的输入端连接最后一级的所述整流单元的输出端，用于向最后一级的所述电流检测模块提供一纯电阻值；两组差分放大单元，两组所述差分放大单元包括第一组差分放大子单元与第二组差分放大子单元，所述第一组差分放大子单元的输入端连接所述整流单元组的输出端，所述第二组差分放大子单元的输入端连接所述纯电阻单元的输出端，两组所述差分放大单元用于检测每个所述电流检测模块的电压模拟值；两组模数转换单元，每组所述模数转换单元的输入端分别连接每组所述差分放大单元的输出端，用于将每个所述电流检测模块的所述电压模拟值转换为每个所述电流检测模块的电压数字值；所述检测电路还包括一控制模块，所述控制模块的输入端连接每个所述电流检测模块的输出端，用于检测每个所述电流检测模块的电流值，以根据不同检测电流范围，选择一最佳电流值。优选的，每一级所述整流单元包括：一二极管，所述二极管的正极连接至所述电压源的正极，用于对所述整流单元进行分流；一第一电阻，所述第一电阻连接于所述二极管的正极和负极之间。优选的，所述纯电阻单元包括一第二电阻。优选的，所述第一组差分放大子单元包括复数个第一差分放大器，每个所述第一差分放大器的同相输入端连接所述二极管的正极，每个所述第一差分放大器的反相输入端连接所述二极管的负极。优选的，所述第二组差分放大子单元包括一第二差分放大器，所述第二电阻连接于所述第二差分放大器的同相输入端和反相输入端之间。优选的，两组所述模数转换单元包括复数个模数转换器，每个所述模数转换器的输入端分别连接所述第一差分放大器的输出端和所述第二差分放大器的输出端。优选的，所述控制模块为现场可编程门阵列。本专利技术还提供一种较高动态范围电流的检测方法，包括至少一个电流检测模块，采用上述任意一项所述的一种较高动态范围电流的检测电路，所述检测方法包括：步骤S1、采用一整流单元组，所述整流单元组包括多级整流单元，以获取每级所述整流单元的电阻值；步骤S2、采用一纯电阻单元，用于向最后一级的所述电流检测模块提供一纯电阻值；步骤S3、采用两组差分放大单元，两组所述差分放大单元包括第一组差分放大子单元与第二组差分放大子单元，两组所述差分放大单元用于检测每个所述电流检测模块的电压模拟值；步骤S4、采用至少两个模数转换单元，用于将每个所述电流检测模块的所述电压模拟值转换为每个所述电流检测模块的电压数字值；步骤S5、采用一控制模块，用于检测每个所述电流检测模块的电流值，以根据不同检测电流范围，选择一最佳电流值。本专利技术的技术方案的有益效果在于：提供一种较高动态范围电流的检测电路及检测方法，使得微小电流和大电流均保证同样的精度，成本低廉，且大小电流的功率电阻选择灵活。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1为本专利技术的实施例的电路结构图；图2为本专利技术的实施例的方法步骤图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。本专利技术提供一种较高动态范围电流的检测电路，其中，检测电路包括至少一个电流检测模块1，连接于一电压源V与一负载2之间，负载2连接一接地端GND，至少一个电流检测模块1包括：一整流单元组10，整流单元组10包括多级整流单元100，第一级的整流单元100的输入端连接电压源V，后一级的整流单元100的输入端连接前一级的整流单元100的输出端，整流单元100用于获取每级整流单元100的电阻值；一纯电阻单元11，纯电阻单元11的输入端连接最后一级的整流单元10的输出端，用于向最后一级的电流检测模块1提供一纯电阻值；两组差分放大单元12，两组差分放大单元12包括第一组差分放大子单元120与第二组差分放大子单元121，第一组差分放大子单元120的输入端连接整流单元组10的输出端，第二组差分放大子单元121的输入端连接纯电阻单元11的输出端，两组差分放大单元12用于检测每个电流检测模块1的电压模拟值；两组模数转换单元13，每组模数转换单元13的输入端分别连接每组差分放大单元12的输出端，用于将每个电流检测模块1的电压模拟值转换为每个电流检测模块1的电压数字值；检测电路还包括一控制模块3，控制模块3的输入端连接每个电流检测模块1的输出端，用于检测每个电流检测模块1的电流值，以根据不同检测电流范围，选择一最佳电流值。通过上述提供的检测电路，如图1所示，检测电路包括至少一个电流检测模块1，该电流检测模块1连接在电压源V和负载2之间，电压源V用于导通检测电路。进一步地，上述电流检测模块1包括整流单元组10、纯电阻单元11、两组差分放大单元12、两组模数转换单元13，其中，整流单元组10包括多级整流单元100，整流单元组10中第一级的整流单元100的输入端连接上述电压源V，后一级的整流单元100的输入端连接前一级的整流单元100的输出端，每一级的整流单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种较高动态范围电流的检测电路，其特征在于，所述检测电路包括至少一个电流检测模块，连接于一电压源与一负载之间，所述负载连接一接地端，至少一个所述电流检测模块包括：/n一整流单元组，所述整流单元组包括多级整流单元，第一级的所述整流单元的输入端连接所述电压源，后一级的所述整流单元的输入端连接前一级的所述整流单元的输出端，所述整流单元用于获取每级所述整流单元的电阻值；/n一纯电阻单元，所述纯电阻单元的输入端连接最后一级的所述整流单元的输出端，用于向最后一级的所述电流检测模块提供一纯电阻值；/n两组差分放大单元，两组所述差分放大单元包括第一组差分放大子单元与第二组差分放大子单元，所述第一组差分放大子单元的输入端连接所述整流单元组的输出端，所述第二组差分放大子单元的输入端连接所述纯电阻单元的输出端，两组所述差分放大单元用于检测每个所述电流检测模块的电压模拟值；/n两组模数转换单元，每组所述模数转换单元的输入端分别连接每组所述差分放大单元的输出端，用于将每个所述电流检测模块的所述电压模拟值转换为每个所述电流检测模块的电压数字值；所述检测电路还包括一控制模块，所述控制模块的输入端连接每个所述电流检测模块的输出端，用于检测每个所述电流检测模块的电流值，以根据不同检测电流范围，选择一最佳电流值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种较高动态范围电流的检测电路，其特征在于，所述检测电路包括至少一个电流检测模块，连接于一电压源与一负载之间，所述负载连接一接地端，至少一个所述电流检测模块包括：
一整流单元组，所述整流单元组包括多级整流单元，第一级的所述整流单元的输入端连接所述电压源，后一级的所述整流单元的输入端连接前一级的所述整流单元的输出端，所述整流单元用于获取每级所述整流单元的电阻值；
一纯电阻单元，所述纯电阻单元的输入端连接最后一级的所述整流单元的输出端，用于向最后一级的所述电流检测模块提供一纯电阻值；
两组差分放大单元，两组所述差分放大单元包括第一组差分放大子单元与第二组差分放大子单元，所述第一组差分放大子单元的输入端连接所述整流单元组的输出端，所述第二组差分放大子单元的输入端连接所述纯电阻单元的输出端，两组所述差分放大单元用于检测每个所述电流检测模块的电压模拟值；
两组模数转换单元，每组所述模数转换单元的输入端分别连接每组所述差分放大单元的输出端，用于将每个所述电流检测模块的所述电压模拟值转换为每个所述电流检测模块的电压数字值；所述检测电路还包括一控制模块，所述控制模块的输入端连接每个所述电流检测模块的输出端，用于检测每个所述电流检测模块的电流值，以根据不同检测电流范围，选择一最佳电流值。


2.根据权利要求1所述的一种较高动态范围电流的检测电路，其特征在于，每一级所述整流单元包括：
一二极管，所述二极管的正极连接至所述电压源的正极，用于对所述整流单元进行分流；
一第一电阻，所述第一电阻连接于所述二极管的正极和负极之间。


3.根据权利要求1所述的一种较高动态范围电流的检测电路，其特征在于，所述纯电阻单元包括一第二电阻。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李应良，高大建，郭金前，叶园园，
申请(专利权)人：鑫高益医疗设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33