电流检测装置、方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电流检测装置、方法及系统，该装置应用在电源变换电路中，电流检测装置包括第一绕组、第二绕组和积分电路，第一绕组与谐振电感耦合，且第二绕组与变压器的原边绕组耦合；积分电路包括第一输入端、第二输入端、输出端和公共端；第一绕组的一端与积分电路的第一输入端耦接，第一绕组的另一端和第二绕组的另一端耦接，并连接于积分电路的公共端，第二绕组的一端与积分电路的第二输入端耦接，积分电路的输出端和公共端的电压值用于计算谐振电感的电流和变压器的激磁电流的电流差。从而实现了以无损耗的方式检测出电源变换电路中的电流，电路结构简单，功耗低，检测结果准确。

Current detection device, method and system

【技术实现步骤摘要】
电流检测装置、方法及系统
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种电流检测装置、方法及系统。
技术介绍
在电子电路中，通常需要检测电流信号用于控制和保护电子电路。因此，需要了解电子电路中的电流信号的变化，并通过精确的电流信号检测技术来反映真实的电路电流。典型的电子电路中的电流信号包括开关电流、输入电流及负载电流等。目前，最常见的电流检测方法是在负载回路中串联检测电阻，通过检测流过检测电阻的电流来获取负载电流。在电源模块的输出电流较大时，采用串联检测电阻会在电阻上产生较大损耗，并且检测电阻的体积也会随其功率的增大而增大。若为了降低损耗而减小检测电阻的阻值，往往又会降低电流的采样精度，从而影响负载电流的检测结果。
技术实现思路
本专利技术提供一种电流检测装置、方法及系统，以实现无损耗的方式检测出电源变换电路中的电流，装置中的电路结构简单，功耗低，检测结果准确。第一方面，本专利技术实施例提供一种电流检测装置，所述电源变换电路包括：变压器和谐振电感；所述电流检测装置包括第一绕组、第二绕组和积分电路；其中，所述第一绕组与所述谐振电感耦合，且所述第二绕组与所述变压器的原边绕组耦合；其中，所述积分电路包括第一输入端、第二输入端、输出端和公共端；所述第一绕组的一端与所述积分电路的第一输入端耦接，所述第一绕组的另一端和第二绕组的另一端耦接，并连接于所述积分电路的公共端；所述第二绕组的一端与所述积分电路的第二输入端耦接，所述积分电路的输出端和公共端分别构成所述电流检测装置的输出端口的两端；其中，所述电流检测装置的输出端口处的电压值用于计算所述谐振电感的电流和所述变压器的激磁电流的电流差。可选地，所述积分电路包括：第一电阻，第二电阻和第一电容，所述第一电阻的一端构成所述积分电路的第一输入端，所述第二电阻的一端构成所述积分电路的第二输入端；所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的另一端均与所述第一电容的一端耦接；所述第一电容的一端构成所述积分电路的输出端，所述第一电容的另一端构成所述积分电路的公共端。可选地，所述积分电路包括：第一电阻，第二电阻、第一电容、运算放大器，所述第一电阻的一端构成所述积分电路的第一输入端，所述第二电阻的一端构成所述积分电路的第二输入端；所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的另一端均与所述第一电容的一端、所述运算放大器的负输入端耦接；所述第一电容的另一端与所述运算放大器的输出端耦接，并构成所述积分电路的输出端，所述运算放大器的正输入端通过一电压源电连接于所述积分电路的公共端。可选地，所述谐振电感与所述变压器的原边绕组串联。可选地，所述电源变换电路还包含谐振电容，所述变压器、所述谐振电感和所述谐振电容串联。可选地，所述第一绕组与所述谐振电感共用磁芯，且相互磁耦合；所述第二绕组与所述变压器共用磁芯，且相互磁耦合。可选地，所述第一绕组与谐振电感耦合，且所述第二绕组与变压器原边绕组耦合，包括：在所述第一绕组与谐振电感为正向耦合连接时，所述第二绕组与变压器原边绕组为反向耦合连接；或者在所述第一绕组与谐振电感为反向耦合连接时，所述第二绕组与变压器原边绕组为正向耦合连接。可选地，所述电流检测装置根据所述积分电路的输出端口处的电压值来获取负载电流。可选地，所述第一电阻和第二电阻的阻值存在如下关系：RT/RL＝(NL*LT1)/(Lr*NT)其中，RL为第一电阻的阻值，RT为第二电阻的阻值，NL为第一绕组与谐振电感的匝比，NT为第二绕组与变压器原边绕组的匝比，LT1为变压器激磁电感的感量，Lr为谐振电感的感量。可选地，所述第一绕组和第二绕组的匝数为一匝。可选地，所述第一电阻和第二电阻的阻值相等。可选地，所述第一电容上电压的瞬时值正比于所述电流差。可选地，还包括：全波整流电路，所述积分电路的输出端和公共端分别电连接所述全波整流电路。可选地，所述全波整流电路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第三电阻、第一检测电容；所述第一开关的第一端分别与第三电阻的一端、第四开关的第一端耦接，所述第一开关的第二端分别与所述积分电路的输出端、第二开关的第一端耦接；所述第三电阻的另一端通过所述第一检测电容分别连接所述第二开关的第二端、所述第三开关的第一端；所述第三开关的第二端分别与第四开关的第二端、所述积分电路的公共端耦接；其中，所述第一开关与第三开关的开关状态一致，所述第二开关与第四开关的开关状态一致，所述第一开关与所述第二开关的控制信号的相位差为180度，所述第三开关与所述第四开关的控制信号的相位差为180度。可选地，所述电源变换电路还包括：第七开关、第八开关、第九开关、第十开关和谐振电容；所述第七开关的第一端分别与输入电源的一端、所述第八开关的第一端耦接，所述第七开关的第二端与所述第十开关的第一端耦接；所述第八开关的第二端与所述第九开关的第一端耦接，所述第九开关的第二端与所述第十开关的第二端耦接；所述谐振电容、所述谐振电感与所述变压器原边绕组串联于所述第七开关的第二端和所述第八开关的第二端之间；其中，所述第八开关、第十开关、第一开关、第三开关的开关状态一致；所述第七开关、第九开关、第二开关、第四开关的开关状态一致。可选地，所述第一检测电容的电压值与所述电流差的平均值成比例。可选地，还包括：半波整流电路，所述积分电路的输出端和公共端分别电连接所述半波整流电路。可选地，所述半波整流电路包括：第五开关、第六开关、第四电阻、第二检测电容；所述第五开关的第一端与所述积分电路的输出端耦接，所述第五开关的第二端分别与第四电阻的一端、第六开关的第一端耦接；所述第四电阻的另一端与所述第二检测电容的一端耦接，所述第二检测电容的另一端、所述第六开关的第二端均连接至所述积分电路的公共端；其中，所述第六开关与所述第五开关的控制信号的相位差为180度。可选地，所述半波整流电路包括：第五开关、第六开关、第四电阻、第二检测电容；所述第五开关的第一端与所述积分电路的输出端耦接，所述第五开关的第二端分别与第四电阻的一端、第六开关的第一端耦接；所述第四电阻的另一端与所述第二检测电容的一端耦接，所述第六开关的第二端与所述积分电路的公共端耦接，且所述积分电路的公共端通过一直流电压偏置连接到所述第二检测电容的另一端；其中，所述第六开关与所述第五开关的控制信号的相位差为180度。可选地，所述第二检测电容的电压值与所述电流差的平均值成比例。第二方面，本专利技术实施例提供一种电流检测方法，应用于电源变换电路中，所述电源变换电路包括：变压器和谐振电感；所述电流检测方法包括：采用第一方面中任一项所述的电流检测装置来获取流经所述谐振电感的电流和所述变压器的激磁电流的电流差。可选地，所述电源变换电路还包含谐振电容，所述变压器、所述谐振电感和所述谐振电容串联，其中，所述电流检测方法包括：根据所述电流检测电路来获取负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流检测装置，应用于电源变换电路中，其特征在于，所述电源变换电路包括：变压器和谐振电感；/n所述电流检测装置包括第一绕组、第二绕组和积分电路；其中，所述第一绕组与所述谐振电感耦合，且所述第二绕组与所述变压器的原边绕组耦合；/n其中，所述积分电路包括第一输入端、第二输入端、输出端和公共端；所述第一绕组的一端与所述积分电路的第一输入端耦接，所述第一绕组的另一端和第二绕组的另一端耦接，并连接于所述积分电路的公共端；所述第二绕组的一端与所述积分电路的第二输入端耦接，所述积分电路的输出端和公共端分别构成所述电流检测装置的输出端口的两端；其中，所述电流检测装置的输出端口处的电压值用于计算所述谐振电感的电流和所述变压器的激磁电流的电流差。/n

【技术特征摘要】
1.一种电流检测装置，应用于电源变换电路中，其特征在于，所述电源变换电路包括：变压器和谐振电感；
所述电流检测装置包括第一绕组、第二绕组和积分电路；其中，所述第一绕组与所述谐振电感耦合，且所述第二绕组与所述变压器的原边绕组耦合；
其中，所述积分电路包括第一输入端、第二输入端、输出端和公共端；所述第一绕组的一端与所述积分电路的第一输入端耦接，所述第一绕组的另一端和第二绕组的另一端耦接，并连接于所述积分电路的公共端；所述第二绕组的一端与所述积分电路的第二输入端耦接，所述积分电路的输出端和公共端分别构成所述电流检测装置的输出端口的两端；其中，所述电流检测装置的输出端口处的电压值用于计算所述谐振电感的电流和所述变压器的激磁电流的电流差。


2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述积分电路包括：第一电阻，第二电阻和第一电容，所述第一电阻的一端构成所述积分电路的第一输入端，所述第二电阻的一端构成所述积分电路的第二输入端；所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的另一端均与所述第一电容的一端耦接；所述第一电容的一端构成所述积分电路的输出端，所述第一电容的另一端构成所述积分电路的公共端。


3.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述积分电路包括：第一电阻，第二电阻、第一电容、运算放大器，所述第一电阻的一端构成所述积分电路的第一输入端，所述第二电阻的一端构成所述积分电路的第二输入端；所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的另一端均与所述第一电容的一端、所述运算放大器的负输入端耦接；所述第一电容的另一端与所述运算放大器的输出端耦接，并构成所述积分电路的输出端，所述运算放大器的正输入端通过一电压源电连接于所述积分电路的公共端。


4.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述谐振电感与所述变压器的原边绕组串联。


5.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述电源变换电路还包含谐振电容，所述变压器、所述谐振电感和所述谐振电容串联。


6.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述第一绕组与所述谐振电感共用磁芯，且相互磁耦合；所述第二绕组与所述变压器共用磁芯，且相互磁耦合。


7.根据权利要求6所述的电流检测装置，其特征在于，所述第一绕组与谐振电感耦合，且所述第二绕组与变压器原边绕组耦合，包括：
在所述第一绕组与谐振电感为正向耦合连接时，所述第二绕组与变压器原边绕组为反向耦合连接；或者
在所述第一绕组与谐振电感为反向耦合连接时，所述第二绕组与变压器原边绕组为正向耦合连接。


8.根据权利要求2或3所述的电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置根据所述积分电路的输出端口处的电压值来获取负载电流。


9.根据权利要求2-7中任一项所述的电流检测装置，其特征在于，第一电阻和第二电阻的阻值存在如下关系：
RT/RL＝(NL*LT1)/(Lr*NT)
其中，RL为第一电阻的阻值，RT为第二电阻的阻值，NL为第一绕组与谐振电感的匝比，NT为第二绕组与变压器原边绕组的匝比，LT1为变压器激磁电感的感量，Lr为谐振电感的感量。


10.根据权利要求1-7中任一项所述的电流检测装置，其特征在于，所述第一绕组和第二绕组的匝数为一匝。


11.根据权利要求2-7中任一项所述的电流检测装置，其特征在于，第一电阻和第二电阻的阻值相等。


12.根据权利要求2-7中任一项所述的电流检测装置，其特征在于，第一电容上电压的瞬时值正比于所述电流差。


13.根据权利要求2-7中任一项所述的电流检测装置，其特征在于，还包括：全波整流电路，所述积分电路的输出端和公共端分别电连接所述全波整流电路。


14.根据权利要求13所述的电流检测装置，其特征在于，所述全波整流电路包括：第一开关、第二开关、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：金达，熊雅红，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71