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专利名称：电流侦测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种侦测电路，特别涉及一种电流侦测电路。
背景技术：
在各种电子设备的电路设计中， 一些要求比较高的场合需要对通过负载的电流进行精密 监测，例如以防止电流过大损毁电路或元件，而一般的电路设计通常对通过负载的电流的侦 测不够精密，通常为了即时精密的侦测负载的电流需要采用专门的芯片，然而采用专门的芯 片会造成产品成本的上升。

发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种低成本的电流侦测电路，以对通过负载的电流进行即时 精密的侦测。
一种电流侦测电路，其包括
一具有一分流电阻的电流侦测模块，用于将所述分流电阻的电流值转换为电压值； 一电压输送模块，用于接收所述电压值，并将所述电压值传输至一读取芯片；及 一电流校准模块，所述电流校准模块包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管 、第四场效应管、第一电阻、第二电阻、第一三极管及第一运算放大器，所述第一场效应管 的漏极经所述分流电阻连接一 电源，所述第一场效应管的源极用于连接一负载，其栅极分别 连接所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的栅极分别连接一脉冲产生芯片的信号控 制引脚，所述第三场效应管的栅极连接所述第二场效应管的漏极，其漏极分别连接所述第四 场效应管的栅极，所述第四场效应管的漏极连接所述第一场效应管的漏极，其源极分别连接 所述第一三极管的集电极及经所述第一 电阻连接所述电源，所述第一三极管的发射极分别连 接所述第一运算放大器的第二同相输入端及经所述第二电阻接地，其基极连接所述第一运算 放大器的第二输出端，所述第一运算放大器的第二同相输入端分别连接所述稳压管的阴极及 连接一第一备用电源，所述稳压管的阳极接地，所述第一运算放大器的电压端连接所述第一 备用电源，其第一同相输入端连接所述电压输送模块，所述读取芯片的输入引脚分别连接所 述第一运算放大器的第一反相输入端和第一输出引脚。
相较于现有技术，所述电流侦测电路通过所述电流侦测模块和所述电流校准模块对通过 所述负载的电流进行侦测，并将侦测到的电流转换为电压通过所述电压输送模块输送给所述读取芯片，所述读取芯片根据读取到的电压值即可对通过所述负载的电流进行监测，本发明 电路侦测电路未采用专门的芯片，故成本较低。


下面参照附图结合具体实施方式
对本发明作进一步详细描述
图l为本发明电流侦测电路的较佳实施方式的电路图。
具体实施例方式
请参考图l，本发明电流侦测电路的较佳实施方式包括一具电流侦测模块io、 一电流校
准模块20及一电压输送模块30。
所述电流侦测模块10包括运算放大器U1、三极管Q1、电阻Rl-R3及分流电阻Rs。所述运 算放大器U1的电压端连接一电源V，其同相输入端分别连接所述三极管Q1的集电极及经所述 电阻R1连接所述电源V，所述电源V经所述分流电阻Rs分别连接所述电流校准模块20及经所述 电阻R2连接所述运算放大器U1的反相输入端，所述运算放大器U1的输出端连接所述三极管 Ql的基极，所述三极管Q1的发射极经所述电阻R3接地，所述电压输送模块30连接于所述三极 管Q1的发射极。
所述电流校准模块20包括场效应管Q10、 Q20、 Q30和Q40、电阻R4-R12、电容C1和C2、三 极管Q2、稳压管Z及运算放大器U2。所述电流侦测模块10连接所述场效应管Q10的漏极，所述 场效应管Q10的源极连接所述负载R，其栅极分别连接所述场效应管Q20的漏极及经所述电阻 R4连接所述电源V，所述场效应管Q20的栅极分别连接一脉冲产生芯片如输入/输出(I/O)芯 片的信号控制引脚AMP—CALIBRATE—N及经所述电阻R5连接一备用电源3—3VSB，其源极接地， 所述场效应管Q30的栅极连接所述场效应管Q20的漏极，其源极接地，其漏极分别连接所述场 效应管Q40的栅极及经所述电阻R6连接所述电源V，所述场效应管Q40的漏极连接所述场效应 管Q10的漏极，其源极分别连接所述三极管Q2的集电极及经所述电阻R8连接所述电源V，所述 三极管Q2的发射极分别连接所述运算放大器U2的第二同相输入端IN2+及经所述电阻R7接地， 其基极经所述电阻R10连接所述运算放大器U2的第二输出端0UT2，所述运算放大器U2的第二 同相输入端IN2+分别连接所述稳压管Z的阴极及经所述电阻R9连接一备用电源5VSB，所述稳 压管Z的阳极接地，所述运算放大器U2的电压端V+连接所述备用电源5VSB，其第一同相输入 端IN1+分别经所述电容C 1接地及依次经所述电阻R11与所述电阻R12连接所述电压输送模块 30， 一读取芯片如基本管理控制器(Base Management Controller, BMC)的输入引脚 VL—CURRENT—SENSE分别连接所述运算放大器U2的第一反相输入端IN1-和第一输出引脚0UT1及 经所述电容C2连接于所述电阻R11与所述电阻R12之间的节点。所述电压输送模块30包括电阻R13-R16、电容C3-C5、运算放大器U3。所述运算放大器 U3的第一同相输入端IN1+分别经所述电容C3接地及依次经所述电阻R13、 R14、 R15、 R16接地 ，其第一反相输入端IN1-连接其第一输出端0UT1，其第一输出端0UT1分别连接所述电流校准 模块20及经所述电容C4连接于所述电阻R13与所述电阻R14之间的节点，其第二输出端0UT2连 接于所述电阻R14与所述电阻R15之间的节点，其第二反相输入端IN2-连接于所述电阻R15与 所述电阻R16之间的节点，其第二同相输入端IN2+连接所述电流侦测模块l0，其电压端V+连 接所述备用电源5VSB，所述电容C5与所述电阻R15并联。所述电压输送模块30只起到隔离前 后级的作用及把所述输出电压Vout送给所述读取芯片，具体工作原理在此不作详细说明。
首先推导一理论公式，假设所述分流电阻Rs的电阻值为RO，通过所述分流电阻Rs的电流 为IO，则分流电阻Rs上的电压降为V^I^RO，由于运算放大器U1的"虚短"特性，因此所述 运算放大器U1的同相输入端与反相输入端的电压相等，所以电阻R1上的电压降等于所述分流 电阻Rs上的电压降，所以流经所述三极管Ql和所述电阻R3的电流^Vs/Rl'，其中R1'为所 述电阻R1的电阻值。则所述电流侦测模块10的输出电压Vout如下公式所示
Vout=I*R3， = Vs柳3' /Rl' = Is氺膨R3' /Rl' (1)
其中，所述分流电阻Rs、电阻R3、 R1的电阻值R0、 R3' 、 Rl'恒定，则公式(1)可变 形为
Vout=Is*K (2) 其中，K为常数。
通过该理论公式(2)可知，所述电流侦测模块10的输出电压Vout与通过所述分流电阻 Rs的电流Is成线性关系，故得出所述电流侦测模块10的实际输出电压Vout'与通过所述分流 电阻Rs的电流Is'满足如下关系
Vout， =Is，純， (3)
其中，K'为常数。
工作时，所述脉冲产生芯片的信号控制引脚AMP—CALIBRATE—N首先输出一低电平信号， 所述场效应管Q10和Q20截止，所述场效应管Q30和Q40导通，假设所述稳压管Z使电压稳定在 一定值电压Vx，由于所述运算放大器U2和所述三极管Q2组成一个低压差线性稳压器，因此所 述运算放大器U2的第二反相输入端IN2-的电压等于所述定值电压Vx，此时通过所述三极管 Q2和所述电阻R7的电流为Vx/R7'，其中所述电阻R7的电阻值为R7'，所述电阻R8上的电压 降为Vx伞R8' /R7'，其中所述电阻R8的电阻值为R8'，由于所述电阻R8与所述分流电阻Rs并 联，所以所述分流电阻Rs上的电压降等于所述电阻R8上的电压降，即V^V^R8' /R7'，所述分流电阻Rs上的电流Is' = Vx*R8' / (R7' *R0)，同时所述读取芯片读取到电压值Vout '，根据公式(3)即可得到所述常数K' = Vout' / Is' 。 (4)
计算出所述常数K'后，所述脉冲产生芯片的信号控制引脚AMP—CALIBRATE—N输出一高电 平信号，所述场效应管Q10和Q20导通，所述场效应管Q30和Q40截止，所述负载R被接入电路 ，所述读取芯片读取到此时所述侦测电路10的输出电压Vout''，根据常数K'的值即可计 算出此时通过所述分流电阻Rs的电流值Is' ' = Vout' ' /K'，由于此时所述分流电阻Rs与 所述负载R串联，故通过所述分流电阻Rs的电流等于通过所述负载R的电流，因此即可得出此 时通过所述负载R的电流值。
下面举例说明，当所述脉冲产生芯片的信号控制引脚AMP—CALIBRATE—N输出低电平信号 时，假设根据所述稳压管Z的定值电压Vx及公式Is' = Vx*R8' / (R7' *R0)得出通过所述分 流电阻Rs的电流Is' =10mA，所述读取芯片读取到所述侦测电路10的输出电压Vout' =2. 5V， 则根据公式(4)可得出所述常数K' =0.25，当所述脉冲产生芯片的信号控制引脚 AMP—CALIBRATE—N输出高电平信号时，所述负载R被接入电路，所述读取芯片读取到此时所述 侦测电路10的输出电压Vout' ' =3V，由于所述常数K' =0.25，因此可计算出此时通过所述 分流电阻Rs的电流值Is' ' = 3/0.25=12A，即可得知此时通过所述负载R的电流为12A。
所述电流侦测电路通过所述电流侦测模块10和所述电流校准模块20对通过所述负载R的 电流进行侦测，并将侦测到的电流转换为电压通过所述电压输送模块30输送给所述读取芯片 ，所述读取芯片根据读取到的电压值即可对通过所述负载R的电流进行监测。
权利要求
1.一种电流侦测电路，其包括一具有一分流电阻的电流侦测模块，用于将所述分流电阻的电流值转换为电压值；一电压输送模块，用于接收所述电压值，并将所述电压值传输至一读取芯片；及一电流校准模块，所述电流校准模块包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第一电阻、第二电阻、第一三极管及第一运算放大器，所述第一场效应管的漏极经所述分流电阻连接一电源，所述第一场效应管的源极用于连接一负载，其栅极分别连接所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的栅极分别连接一脉冲产生芯片的信号控制引脚，所述第三场效应管的栅极连接所述第二场效应管的漏极，其漏极分别连接所述第四场效应管的栅极，所述第四场效应管的漏极连接所述第一场效应管的漏极，其源极分别连接所述第一三极管的集电极及经所述第一电阻连接所述电源，所述第一三极管的发射极分别连接所述第一运算放大器的第二同相输入端及经所述第二电阻接地，其基极连接所述第一运算放大器的第二输出端，所述第一运算放大器的第二同相输入端分别连接所述稳压管的阴极及连接一第一备用电源，所述稳压管的阳极接地，所述第一运算放大器的电压端连接所述第一备用电源，其第一同相输入端连接所述电压输送模块，所述读取芯片的输入引脚分别连接所述第一运算放大器的第一反相输入端和第一输出引脚。
2.如权利要求l所述的电流侦测电路，其特征在于所述电流校准模 块还包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第 一电容及第二电容，所述第三电阻串接于所述电源与所述第一场效应管的栅极之间，所述第 四电阻串接于一第二备用电源与所述第二场效应管的栅极之间，所述第五电阻串接于所述电 源与所述第四场效应管的栅极之间，所述第六电阻串接于所述第一三极管的基极与所述第一 运算放大器的第二输出端之间，所述第七电阻串接于所述所述第一备用电源与所述稳压管的 阴极之间，所述第八电阻与所述第九电阻依次串接于所述第一运算放大器的第一同相输入端 与所述电压输送模块之间，所述第一电容串接于所述第一运算放大器的第一同相输入端与地 之间，第一运算放大器的第一输出端经所述第二电容连接于所述第八电阻与所述第九电阻之
3.如权利要求l所述的电流侦测电路，其特征在于所述电流侦测模 块包括第二运算放大器、第二三极管、第十电阻、第十一电阻及第十二电阻，所述第二运算 放大器的电压端连接所述电源，其同相输入端分别连接所述第二三极管的集电极及经所述第 十电阻连接所述电源，所述电源经所述分流电阻分别连接所述电流校准模块及经所述第十一 电阻连接所述第二运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二三 极管的基极，所述第二三极管的发射极经所述第十二电阻接地，所述电压输送模块连接于所 述第二三极管的发射极。
4.如权利要求l所述的电流侦测电路，其特征在于所述电压输送模 块包括第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第三电容、第四电容、第五电 容、第三运算放大器，所述第三运算放大器的第一同相输入端分别经所述第三电容接地及依 次经所述第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻接地，其第一反相输入端连接其第一输出端 ，其第一输出端分别连接所述电流校准模块及经所述第四电容连接于所述第十三电阻与所述 第十四电阻之间的节点，其第二输出端连接于所述第十四电阻与所述第十五电阻之间的节点 ，其第二反相输入端连接于所述第十五电阻与所述第十六电阻之间的节点，其第二同相输入 端连接所述电流侦测模块，其电压端连接所述第一备用电源，所述第五电容与所述第十五电 阻并联。
全文摘要
一种电流侦测电路，其包括有一分流电阻的电流侦测模块、电压输送模块及电流校准模块包括第一、第二、第三及第四场效应管、第一及第二电阻、三极管及运算放大器，第一场效应管的漏极连接第四场效应管的漏极及经分流电阻连接电源，源极用于连接负载，栅极连接第二场效应管的漏极及第三场效应管的栅极，第二场效应管的栅极连接信号控制引脚，第四场效应管的栅极连接第三场效应管的漏极，源极连接三极管的集电极及经第一电阻连接电源，三极管的发射极连接第二同相输入端及经第二电阻接地，基极连接第二输出端，第二同相输入端连接稳压管的阴极及备用电源，第一同相输入端连接电压输送模块。所述电流侦测电路可方便地侦测到通过负载的电流。
文档编号G01R19/00GK101614761SQ20081030231
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月25日 优先权日2008年6月25日
发明者腾 吕 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司