经开关晶体管测量电流的电路装置制造方法及图纸

一种电路装置，其开关晶体管的负载电路而不是电流测量电阻器用来测定加有脉冲的开关晶体管的负载电路中的电流。不需要另外增设测量电阻器。这种电路装置特别适宜用作切换式电源或充电器，在该情况下给开关晶体管加上不同长度的脉冲。脉冲长度由负载电路中的电流控制，该电流可以是温度的函数。控制电路可以采用市上出售的集成电路。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电流测量电路，具体地，涉及这样一种电路装置，该电路装置开关晶体管的负载电路有一个测量电流用的电阻器。大家知道，例如在切换式电源的情况下可以测出流经开关晶体管负载电路的电流。在此情况下，在负载电路中接上一个电阻器，电阻器两端的压降与负载电流成正比。为测出电流而需要接上另一个电阻器(分流电阻器)是不合适的。因为加接电阻器不仅增加了负载电路中的功耗，而且提高了设备的造价，这特别是因为该电阻器的尺寸必须按可能出现的最大负载选取的缘故。本专利技术的主权项的电路装置的特点在于，开关晶体管的负载电路连接有一个测量电路，测量开关晶体管导通时的压降，并由此测出电流，这具有这样的好处，由于利用了晶体管本身的内阻(“导通”电阻)，因而不需要另外的测量电阻器。因此，由于降低了功耗，电路装置的效率进一步提高了。此外，设备的生产成本也降低了。采取各从属权项中所述的各项措施可以对主权项中所述的电路装置作进一步有益的改进。特别有益的作法是将开关晶体管构制成金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)。这种晶体管导通状态时的“导通”电阻是确定的，即在若干毫欧左右。在截止状态下，该电阻实质上则是无穷大的，因而通过此不同的电阻可获得确定的电流测量。另一个好处是MOSFET晶体管得到了广泛的应用，因而采购价格合乎经济实惠的要求。然而，由于开关晶体管在切换过程中会产生脉冲跳增现象，所以采用延迟元件有好处，这样可以直到导通振荡过程衰减之后才测量电流。在导通状态下，MOSFET晶体管漏/源极电阻RDS(ON)，其正温度系数较大。这个效应有利于可相应地对控制回路进行控制。借助于正温度系数也可以自动限制负载电路中的电流，该限流作用与MOSFET的温度相对应。可采用并联连接的负载电路中的分压器来设定开关阈值，这样就可根据需要预先设定使开关晶体管切换到截止状态的开关阈值。此外，借助于延迟元件使电流测量信号延迟有好处，这样只有在导通的开关晶体管已达到稳定状态时才测量电流，因此有利地抑制了所发生的脉冲跳增现象，从而不致在测定电流信号值时得出不正确的测定值。本专利技术的电路装置由于功耗降低了，因而效率较好，所以最好用作切换式电源或充电器，给蓄电流充电。附图中示出了本专利技术的一个实施例，现在更详细地说明如下。附图说明图1示出了该实施例，图2示出了电压的波形图。从图1的电路装置中可以看到测量电路1的输入端b经第一电阻器7及二极管8与开关晶体管2的电源通路并联连接。测量电路1中有一个激励电路，该激励电路在图中没有示出，其输出端经第三电阻器6接开关晶体管2的控制输入端。开关晶体管2可采用例如n沟场效应晶体管(MOSFET)。这样开关晶体管市面上有出售，例如商名为SIPMOS的开关晶体管就是。FET晶体管的漏极接头D与二极管8的负极一起在9外经电感L与直流电压+相连接。电源接线S与测量电路1的接地线一起接地。并联电路由电容器4和第二电阻器3构成，与测量电路1的端子b并联接地。所述并联电路与在第一电阻器7与二级管8的正极之间形成节点10的反馈电阻器5构成计时器。借助于该计时器，FET晶体管2“导通”电阻的测定延迟到过渡持续过程衰减后才进行，电阻器5的第二接头接栅极G，而且接第三电阻器6。现在参看图2更详细地说明图1电路装置的工作方法。该电路装置用在例如切换式电源或用在充电器中给NiCd蓄电池或类似的器件充电时，测量电路1经第三电阻器6给开关晶体管2的控制输入端G加上脉冲，从而使脉动电流从电压源经电感L流经开关晶体管2。电源+是例如经电感L提供负载电流iD的电源装置。实际应用时是用作例如脉动充电设备给电池再充电的，该充电设备则从12伏或24伏电源获得供电。测量电路1可以采用市面上出售的集成电路，例如SG 384×型(菲利浦)或UC 384×型(SGS-汤姆逊)集成电路。市面上出售的电路在输出端a产生脉宽调制信号。在此情况下，脉冲序列的长度由输入端b处的电压信号控制。反馈电阻器5在此情况下使栅极G的激励过程与节节点10或在输入端b处进行的测定过程同步，同时获得供测量用的能量。图2更详细地说明了其间的关系。图2中的纵坐标示出了在整个时间t的电压V10，该电压出现在测量电路1对应于分压器比的输入端b处。从图中的曲线可以看出，曲线开始部份呈现一个上升边的脉冲，该脉冲在达到输入电压Ub＝1.2伏(时间t＝0)时产生严重的过冲现象。开关晶体管2一直到此时才转换，使开关晶体管2截止，开关晶体管2接头D处的电位上升，从而使输入电压Ub朝0值下降(时间t 9微秒)。这之后，开关晶体管2经集成电路的输出端a收到控制脉冲，该脉冲反过来使端子10或b处的输入电压上升。此时，开关晶体管2再次导通，更确切地说，直到输入端b外再次达到开关阈值1.2伏为止。这之后，开关晶体管2又截止，如此又重复上述过程。因此脉冲的长度是在一个控制回路作为在输入端b处的电压的函数调节或控制的。计时器由电容器4和电阻器3、5和可能的话7构成，这使线路在严重过冲期间不进行测量。所述集成电路内部装有一个比较器将输入电压Ub与预定的基准值相比较。电阻器3和7是为改变基准值而设的，由这些电阻器形成分压器，开关阈值即通过该分压器的中心抽头选取的。虽然阈值电压为Us的二极管会产生压降，但这在有关的应用中并无干扰作用。另一方面，二极管8保护集成电路免受开关晶体管2处于截止状态时产生的过电压的破坏。但在确定电流iD的电流值时应该考虑阈值电压Us，因为在导通的开关晶体管2的端子b处的输入电压为U＝Us+iP·RDS集成电路的输出端与控制接头G之间的电阻器4作用信号匹配。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流测量电路装置，具有一个测量电路用以检测开关晶体管负载电路中测量电阻器上与电流相应的电压，其特征在于，测量电路（１）与开关晶体管（２）的负载电路相连接，测定导通的开关晶体管（２）的压降，并由此测出电流值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 1993-11-12 P4338714.41.一种电流测量电路装置，具有一个测量电路用以检测开关晶体管负载电路中测量电阻器上与电流相应的电压，其特征在于，测量电路(1)与开关晶体管(2)的负载电路相连接，测定导通的开关晶体管(2)的压降，并由此测出电流值。2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，开关晶体管(2)是个场效应晶体管(MOSFET)。3.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，开关晶体管(2)的温度系数可用作负载电路的控制变量。4.根据以上任一权利要求所述的电路装置，其特征在于，开关晶体管(2)的温度系数自动限制负载电路中的电流。5.根据以上任一权利要求所述的电路装置，其特征在于，测量电路(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：G洛尔，
申请(专利权)人：罗伯特博希股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]