一种电流采集电路制造技术

本发明专利技术涉及一种电流采集电路，包括电流采样电路和放大电路，所述电流采样电路包分流晶体管M1和采样晶体管M1、M2、M4的漏极接管脚Ps，分流晶体管M1和采样晶体管M2的栅极接电源Vin，采样晶体管M3、M4的栅极分别接信号输入管脚，采样晶体管M2、M3、M4的源极连接采样电阻Rs的第一端，电阻Rs的第二端接地；所述放大电路包括低压差线性稳压器，负电荷泵和放大器，所述低压差线性稳压器和所述负电荷泵分别与所述采样晶体管M2、M3、M4的源极和采样电阻Rs的连接节点相连，所述低压差线性稳压器的输出端和所述负电荷泵的输出端连接至放大器。本发明专利技术实施例通过设置2个信号输入管脚能够检测两种电流值，从而实现多种电流值的采样检测。

A current acquisition circuit

【技术实现步骤摘要】
一种电流采集电路
本专利技术属于电压电流采样
，具体涉及一种电流采集电路。
技术介绍
随着我国经济的发展，企业运行现代化、自动化程度的提高，关系到国民经济的发展，电力运行可靠性，稳定性要求不容忽视；为了满足供电的优质、可靠、稳定等要求，现今电力运行中设有保护、计量、自动化等装置。为了检测该些装置中的大电流，需要对其进行采样后进行检测，现有装置的电压电流采样电路过于单一，且采样精度交底，造成后续处理相电压、线电压、相电流、线电流、功率因数、零序电压、零序电流、频率、谐波等结果的偏差较大，对装置运行的自动化有很大影响。
技术实现思路
针对以上存在的问题，本专利技术提出了一种电流采集电路，具体的实施方式如下。本专利技术实施例提供一种电流采集电路，包括电流采样电路和放大电路，所述电流采样电路包括管脚Ps、分流晶体管M1，采样晶体管M2、M3、M4和采样电阻Rs，所述分流晶体管M1和采样晶体管M1、M2、M4的漏极接管脚Ps，分流晶体管M1和采样晶体管M2的栅极接电源Vin，采样晶体管M3、M4的栅极分别接信号输入管脚，采样晶体管M2、M3、M4的源极连接采样电阻Rs的第一端，电阻Rs的第二端接地；所述放大电路包括低压差线性稳压器，负电荷泵和放大器，所述低压差线性稳压器和所述负电荷泵分别与所述采样晶体管M2、M3、M4的源极和采样电阻Rs的连接节点相连，所述低压差线性稳压器的输出端和所述负电荷泵的输出端连接至放大器。在一个具体的实施例中，所述低压差线性稳压器的输出电压和所述电荷泵的输出电压相同。在一个具体的实施例中，所述采样电阻Rs为10欧姆。在一个具体的实施例中，所述采样电阻为可变电阻，通过接收FPGA模块的电阻信号调整阻值。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术实施例通过设置2个信号输入管脚能够检测两种电流值，从而实现多种电流值的采样检测。2、本专利技术实施例针对采样电路输出不同的输出电压，采用具有高电源抑制比的放大电路，利用低压差线性稳压器和负电荷泵与放大器组成的放大电路，能够使得放大电路的输出电压不受到输入电压的影响，具有更好的鲁棒性。附图说明图1为本申请提供的电流采集电路的电路图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。实施例一如图1所示，电流采样电路包括管脚Ps、分流晶体管M1，采样晶体管M2、M3、M4和采样电阻Rs，其中，分流晶体管M1，采样晶体管M2、M3、M4为功率NMOS管，分流晶体管M1和采样晶体管M2的栅极连接电源Vin，因此，分流晶体管M1和采样晶体管M2处于常导通状态，为固定接入状态。采样晶体管M3的栅极连接外部输入管脚in1，采样晶体管M4的栅极连接外部输入管脚in2，外部输入管脚通过向采样晶体管M3和采样晶体管M4提供的采样信号，控制采样晶体管M3和采样晶体管M4的导通与关断。当采样晶体管M3和采样晶体管M4的栅极信号为高电平时采样晶体管M3和采样晶体管M4导通，为低电平时采样晶体管M3和采样晶体管M4截止。根据实际需要控制采样晶体管M3和采样晶体管M4的导通状态。需要说明的是，采样电路包括采样状态和保持状态，采样电路的状态为两种状态之一。在采样状态下，开关接通，它尽可能快地跟踪模拟输入信号的电平变化，直到保持信号的到来；在保持状态下，开关断开，跟踪过程停止，它一直保持在开关断开前输入信号的瞬时值。管脚Ps接分流晶体管M1和采样晶体管M2、M3、M4的漏极。采样电阻Rs一端接采样晶体管M2、M3、M4的源极，另一端接地。具体的，管脚Ps中有电流输入。分流晶体管M1和采样晶体管M2是处于常导通状态，因此，管脚Ps中的电流流过分流晶体管M1和采样晶体管M2时，流过分流晶体管M1的电流直接到地，而流过采样晶体管M2的电流流入采样电阻Rs，当外部输入管脚in1和in2进行控制的采样晶体管M4和/或采样晶体管M3导通时，管脚Ps中的电流流过它们后，流入采样电阻Rs。流入的电流在采样电阻Rs产生电压Vs后输出给后续的放大电路。其中分流晶体管M1和采样晶体管M2、M3、M4以一定的大小比例设置，所设置的比例值根据电路的具体情况而定。具体的，当外部输入管脚没有输入采样信号，那么管脚Ps中的电流通过采样晶体管M2流入采样电阻Rs，产生输出电压Vs。当外部输入管脚in1有输入信号，即采样晶体管M4导通；外部输入管脚in2没有输入信号，即采样晶体管M3关断，那么管脚Ps中的电流通过采样晶体管M2和采样晶体管M4流入电阻Rs，产生输出电压Vs+。当外部输入管脚in1无输入信号，即采样晶体管M4关断；外部输入管脚in2有输入信号，即采样晶体管M3导通，那么管脚Ps中的电流通过采样晶体管M2和采样晶体管M3流入电阻Rs，产生输出电压Vs++。当外部输入管脚in1有输入信号，即采样晶体管M4导通；外部输入管脚in2有输入信号，即采样晶体管M3导通，那么管脚Ps中的电流通过采样晶体管M2、采样晶体管M3和采样晶体管M4流入电阻Rs，产生输出电压Vs+++。其中，Vs+++值最大，Vs值最小，Vs+和Vs++根据采样晶体管M3和采样晶体管M4的大小而确定。本申请提出的电流采样电路信号由外部输入管脚in1和外部输入管脚in2提供，能够实现多种限流值。进一步的，经过上述步骤的采样后，需要对输出信号进行放大，本申请中，由于经过采样电阻Rs后的输入电压并不相同，导致给到放大电路的输入电压会发生变化，当输入电压发生变化时，放大器输出电压也相应地发生变化，使得放大电路的输出不稳定。为了解决这个技术问题，本专利中，提供一种具有高电源抑制比的放大电路，能够较好地适应本申请中的采样电路。具体的，如图1所示，低压差线性稳压器LDO接收采样电路的输出电压Vs，并提供输出电压SP，输出电压SP为正值；负电荷泵NPC亦接收采样电路的输出电压Vs，并提供输出电压SN，输出电压SN为负值。低压差线性稳压器LDO和负电荷泵NPC由同一外加电源供电。放大器AMP接收输出电压SP和输出电压SN，并提供输出电压Vout。需要说明的是，负电荷泵NPC还可以由LDO提供的输出电压SP。需要说明的是，负电荷泵NPC根据采样电路的输出电压Vs产生输出电压SN，输出电压SN的绝对值等于输出电压SP。采样电阻的阻值过大，一方面使得可采样的电流范围变小，不能发挥出采样电路的最大输出能力，另一方面，较大的阻值会使采样电阻上的功率损耗比较大，带来严重的发热问题，从而影响电阻的精度和温升系数的非线性，甚至烧毁采样电阻；反之，采样电阻过小，会使得采样电阻上输出电压减小，从而使得误差偏移量和干扰噪声在信号幅度中所占比重加大，降低采样精度。为了解决该技术问题，本申请中优选地，采样电路中的采样电阻Rs的大小为10欧姆。进一步的，由于采样电路的目标对象多种多样，且现场环境也存在较多不可控因素，为例更好地获得采样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流采集电路，其特征在于，包括电流采样电路和放大电路，所述电流采样电路包括管脚Ps、分流晶体管M1，采样晶体管M2、M3、M4和采样电阻Rs，所述分流晶体管M1和采样晶体管M1、M2、M4的漏极接管脚Ps，分流晶体管M1和采样晶体管M2的栅极接电源Vin，采样晶体管M3、M4的栅极分别接信号输入管脚，采样晶体管M2、M3、M4的源极连接采样电阻Rs的第一端，电阻Rs的第二端接地；/n所述放大电路包括低压差线性稳压器，负电荷泵和放大器，所述低压差线性稳压器和所述负电荷泵分别与所述采样晶体管M2、M3、M4的源极和采样电阻Rs的连接节点相连，所述低压差线性稳压器的输出端和所述负电荷泵的输出端连接至放大器。/n

【技术特征摘要】
1.一种电流采集电路，其特征在于，包括电流采样电路和放大电路，所述电流采样电路包括管脚Ps、分流晶体管M1，采样晶体管M2、M3、M4和采样电阻Rs，所述分流晶体管M1和采样晶体管M1、M2、M4的漏极接管脚Ps，分流晶体管M1和采样晶体管M2的栅极接电源Vin，采样晶体管M3、M4的栅极分别接信号输入管脚，采样晶体管M2、M3、M4的源极连接采样电阻Rs的第一端，电阻Rs的第二端接地；
所述放大电路包括低压差线性稳压器，负电荷泵和放大器，所述低压差线性稳压器和所述负电荷泵分别与所述采...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳娥，张亮，刘玲玲，
申请(专利权)人：西安智盛锐芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61