专利名称：电源电流检测方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源检测技木，尤其涉及ー种电源电流检测方法及电路。
背景技术：
电源电流检测一直是检测各种电源(例如蓄电池)的电流的ー个重点，也是ー个难点。目前对电源电流的检测主要是通过分流器(实际上是ー个很小的电阻值，用于检测直流电流)串接在电路中，然后采用差分的方式实现对电源电流的检测。图I为目前检测电源电流的电路图。如图I所示，分流器11与电源12串接在一起，分流器11的两侧并联ー个运算放大器(简称运放)13。
针对目前电源1000AU0000A等大电流的应用场景，需要选择支持较大电流(即规格较大)的分流器，电流较大会导致分流器发热量很大，导致检测误差较大，无法满足检测精度的需求。
发明内容
本发明提供ー种电源电流检测方法及电路，用以提高对电源电流进行检测的精度。本发明实施例提供一种电源电流检测电路，包括检测电路、放大电路、码值采样电路和控制电路；所述检测电路、所述放大电路和所述码值采样电路依次连接，所述控制电路分别与所述检测电路、所述放大电路和所述码值采样电路连接；所述检测电路，用于在所述控制电路的控制下向所述放大电路分别输入目标參考信号和待检测信号，所述目标參考信号用于为计算上所述待检测信号的电压值提供參考基准，所述待检测信号是与待检测电源连接的分流器输出的信号；所述放大电路，用于在所述控制电路的控制下分别对所述目标參考信号和所述待检测信号进行放大处理，并将放大后的目标參考信号和待检测信号分别提供给所述码值采样电路；所述码值采样电路，用于分别对所述放大后的目标參考信号和所述放大后的待检测信号进行采样，获取參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值，并将所述參考信号电压采样值和所述待检测信号电压采样值提供给所述控制电路；所述控制电路，用于控制所述检测电路向所述放大电路分别输入所述目标參考信号和所述待检测信号，控制所述放大电路分别对所述目标參考信号和所述待检测信号进行放大处理，井根据所述參考信号电压采样值、所述待检测信号电压采样值和所述目标參考信号的电压值计算出所述待检测信号的电压值。本发明实施例提供ー种电源电流检测方法，包括电源电流检测电路中的检测电路在所述电源电流检测电路中的控制电路的控制下向所述电源电流检测电路中的放大电路分别输入目标參考信号和待检测信号；所述目标參考信号用于为计算所述待检测信号的电压值提供參考基准，所述待检测信号是与待检测电源连接的分流器输出的信号；所述放大电路在所述控制电路的控制下分别对所述目标參考信号和所述待检测信号进行放大处理，并将放大后的目标參考信号和待检测信号分别提供给所述电源电流检测电路中的码值采样电路；所述码值采样电路分别对所述放大后的目标參考信号和所述放大后的待检测信号进行采样，获取參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值，并将所述參考信号电压采样值和所述待检测信号电压采样值提供给所述控制电路；所述控制电路根据所述參考信号电压采样值、所述待检测信号电压采样值和所述目标參考信号的电压值计算出所述待检测信号的电压值。本发明实施例提供的电源电流检测方法及电路，控制电路控制检测电路分别向放大电路输入目标參考信号和待检测信号，放大电路分别对目标參考信号和待检测信号进行放大后提供给码值采样电路，并由码值采样电路对放大后的目标參考信号和待检测信号的 电压进行采样，将电压采样值提供给控制电路，控制电路根据目标參考信号的电压采样值、待检测信号的电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压，由于以目标參考信号为基准采用了相对测量的方法，提高了測量精度。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作ー简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图IA为本发明一实施例提供的电源电流检测电路的结构示意图；图IB为本发明另ー实施例提供的电源电流检测电路的结构示意图；图2为本发明又一实施例提供的电源电流检测电路的结构示意图；图3为本发明一实施例提供的电源电流检测方法的流程图；图4为本发明另ー实施例提供的电源电流检测方法的流程图；图5为本发明又一实施例提供的电源电流检测方法的流程图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图IA为本发明一实施例提供的电源电流检测电路的结构示意图。如图I所示，本实施例的电源电流检测电路包括放大电路10、检测电路11、码值采样电路14和控制电路15。其中，检测电路11、放大电路10和码值采样电路14依次连接，控制电路15分别与检测电路11、放大电路10和码值采样电路14连接。检测电路11，用于在控制电路15的控制下向放大电路10分别输入目标參考信号和待检测信号。其中，目标參考信号用于为计算待检测信号的电压值提供參考基准，为采用相对测量方法測量待检测电源的电流打下基础。待检测信号是与待检测电源连接的分流器输出的信号。具体的，待检测电源的电压经分流器进行分流得到待检测信号。其中，所述待检测电源可以是蓄电池，但不限于此。放大电路10，用于在控制电路15的控制下分别对目标參考信号和待检测信号进行放大处理，并将放大后的目标參考信号和待检测信号分别提供给码值采样电路14。码值采样电 14，用于分别对放大后的目标參考信号和放大后的待检测信号进行采样，获取參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值，并将參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值提供给控制电路15。控制电路15，用于控制检测电路11向放大电路10分别提供目标參考信号和待检测信号，控制放大电路10分别对目标參考信号和待检测信号进行放大处理，井根据參考信号电压采样值、待检测信号电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压值。本实施例提供的电源电流检测电路，控制电路控制检测电路分别向放大电路输入目标參考信号和待检测信号，放大电路分别对目标參考信号和待检测信号进行放大后提供给码值采样电路，然后由码值采样电路对放大后的目标參考信号和待检测信号的电压进行采样，将电压采样值提供给控制电路，控制电路根据目标參考信号的电压采样值、待检测信号的电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压，实现了以目标參考信号为基准对待检测信号进行相对测量的方法，提高了測量精度。另外，本实施例提供的电源电流检测电路采用相对测量方法提高了測量精度，对使用的放大电路的精度要求较低，允许使用成本相对较低的器件实现，例如运算放大器等，因此，还具有实现成本较低的优势。图IB为本发明另ー实施例提供的电源电流检测电路的结构示意图。本实施例可基于图IA所示实施例实现。如图IB所示,本实施例的电源电流检测电路与图IA所示电路的区别在于本实施例的放大电路10包括两部分，分别是仪用放大电路12和倍数放大电路13。也就是说，本实施例的电路包括检测电路11、仪用放大电路12、倍数放大电路13、码值采样电路14和控制电路15。其中，检测电路11、仪用放大电路12、倍数放大电路13和码值采样电路14依次连接，控制电路15分别与检测电路11、倍数放大电路13和码值采样电路14连接。 其中，检测电路11，用于在控制电路15的控制下向仪用放大电路12分别输入目标參考信号和待检测信号。其中，检测电路11可以提供多组參考信号，目标參考信号为检测电路11的多组參考信号中的一组參考信号。待检测信号是与待检测电源连接的分流器输出的信号。具体的，检测电路11可以与分流器连接，用于从分流器上获取待检测信号。仪用放大电路12，用于对目标參考信号和待检测信号分别进行前置放大处理(或者说是第一级放大处理)，并将前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号分别提供给倍数放大电路13。可选的，仪用放大电路12可由运算放大器以及电阻等器件搭建而成。可选的，仪用放大电路12还可以使用现有的仪用放大芯片实现。其中，仪用放大电路12的适于对造成环境中的微小信号进行放大，故在本实施例的电源电流检测电路中将仪用放大电路12作为前置放大电路，有利于提高对目标參考信号和待检测信号的放大精度。倍数放大电路13，用于在控制电路15的控制下分别对前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理(或者说是第二级放大处理)，并将倍数放大后的目标參考信号和倍数放大后的待检测信号分别提供给码值采样电路14。倍数放大电路13是在仪用放大电路12的基础上，进ー步对目标參考信号和待检测信号进行放大。可选的，倍数放大电路13可由多个运算放大器、电阻等器件搭建而成。码值采样电路14，用于分别对倍数放大后的目标參考信号和倍数放大后的待检测信号进行采样，获取參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值，并将參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值提供给控制电路15。
可选的，码值采样电路14可以是AD采样电路。控制电路15，用于控制检测电路11向仪用放大电路12分别输入目标參考信号和待检测信号，控制倍数放大电路13分别对前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理，井根据參考信号电压采样值、待检测信号电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压值。其中，本实施例的控制电路15可以由软件实现，例如可以是中央处理单元(Central Processing Unit, CPU),也可以由硬件实现。本实施例提供的电源电流检测电路，控制电路控制检测电路分别向仪用放大电路输入目标參考信号和待检测信号，仪用放大电路分别对目标參考信号和待检测信号进行前置放大后提供给倍数放大电路，控制电路控制倍数放大电路分别对目标參考信号和待检测信号做进ー步放大处理，并由码值采样电路对进ー步放大后的目标參考信号和待检测信号的电压进行采样，将电压采样值提供给控制电路，控制电路根据目标參考信号的电压采样值、待检测信号的电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压，实现了以目标參考信号为基准对待检测信号进行相对测量的方法，提高了測量精度。另外，本实施例提供的电源电流检测电路采用相对测量方法提高了測量精度，对使用的仪用放大电路和倍数放大电路的精度要求较低，允许使用成本相对较低的器件实现，例如运算放大器等，因此，还具有实现成本较低的优势。图2为本发明又一实施例提供的电源电流检测电路的结构示意图。本实施例可基于图IB所示实施例实现。如图2所示，本实施例的检测电路11可以包括第一多路模拟开关111。其中，检测电路11的每组參考信号以及待检测信号分别与第一多路模拟开关111的一路开关连接，第一多路模拟开关111的输出端与仪用放大电路12连接。基于此，控制电路15具体可用于控制第一多路模拟开关111中与目标參考信号连接的一路开关导通，以控制检测电路11向仪用放大电路12输入目标參考信号的目的。控制电路15还具体用于控制第一多路模拟开关111中与待检测信号连接的一路开关导通，以控制检测电路11向仪用放大电路12输入待检测信号。在此说明，控制电路15 —次只能控制第一多路模拟开关111中的一路开关导通，即一次只能控制检测电路11向仪用放大电路12提供ー种信号，该信号或者是目标參考信号或者是待检测信号。进ー步，本实施例的检测电路11还包括输入开关112。该输入开关112分别与分流器和第一多路模拟开关111中与待检测信号连接的一路开关连接。其中，分流器与待检测电源串联，用于对待检测电源进行分流。本实施例的检测电路11通过其输入开关112从分流器上获取待检测信号，并将待检测信号输送给第一多路模拟开关111。另外，如图2所示，本实施例的检测电路11还包括一些由电阻或ニ极管构成的辅助电路，对这些辅助电路在此不再说明。本实施例的检测电路11采用输入开关与分流器连接，而不是采用固定形式与分流器连接，有利于对不同待检测电源进行检测，使得可以通过使用一个电源电流检测电路对多个待检测电源进行检测，从总体来看有利于节约检测成本。如图2所示，本实施例的仪用放大电路12主要由三个运算放大器和六个电阻搭建而成，但不限于此。本实施例的码值采样电路14为ー AD采样电路。进ー步，本实施例的倍数放大电路13包括多个放大通道131和第二多路模拟开关132。其中，每个放大通道131与第二多路模拟开关132的一路开关连接，第二多路模拟开关132的输出端与码值采样电路14连接。其中，多个放大通道131中各放大通道131的放大倍数不同。如图2所示，一个放大通道131的放大倍数为1，即直接与第二多路模拟开关132连接的一路；其他放大通道131的放大倍数均大于I，主要由运算放大器构成，并且根据放大倍数的不同所使用的运算放大器的个数不同。为便于图示，图2中给出的倍数放大电路13包括三个放大通道131。基于上述，控制电路15具体可用于控制第二多路模拟开关132的一路开关导通，以控制倍数放大电路13分别对前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理。所述倍数放大处理的放大倍数为与第二多路模拟开关132中被导通的一路开关连接的放大通道的放大倍数。也就是说，控制电路15通过控制第二多路模拟开关132中某路开关导通，使得倍数放大电路13通过与该被导通的开关连接的放大通道对前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理。其中，倍数放大电路的放大倍数为进行放大处理的放大通道的放大倍数。可选的，检测电路11的多组參考信号可以为两组參考信号，分别为第一组參考信号(IREF1，AGND1)和第二组參考信号(IREF2，AGND2)，且第一组參考信号的电压值小于第ニ组參考信号的电压值。则控制电路15具体可用于将预先获取的待检测信号的电压估计值和预设电压门限进行比较，当待检测信号的电压估计值大于或等于预设电压门限时，选择第二组參考信号作为目标參考信号，当待检测信号的电压估计值小于预设电压门限吋，选择第一组參考信号作为目标參考信号；然后控制第一多路模拟开关111中与目标參考信号连接的一路开关导通，以控制检测电路11向仪用放大电路12输入目标參考信号。其中，待检测信号的电压估计值是预先对待检测信号的电压值进行估计获取的。基于上述，控制电路15具体可用于将待检测信号的电压估计值分别与第一组參考信号中的电压值和第二组參考信号的电压值进行比较，根据比较结果确定目标放大倍数，然后控制第二多路模拟开关132中与放大倍数为确定出的目标放大倍数的放大通道131连接的一路开关导通，以控制倍数放大电路13分别对前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号进行放大倍数为所确定的目标放大倍数的倍数放大处理。
更进一歩，控制电路15具体可用于在待检测信号的电压估计值大于第二组參考信号的电压值时，确定目标放大倍数为第一放大倍数，在待检测信号的电压估计值小于第一组參考信号的电压值吋，确定目标放大倍数为第二放大倍数，在待检测信号的电压估计值大于第一组參考信号的电压值而小于第二组參考信号的电压值时，确定目标放大倍数为第三放大倍数；其中，第二放大倍数大于第三放大倍数，第三放大倍数大于第一放大倍数。结合图2所示包括三个放大通道131的结构，从上往下依次为第一路放大通道131、第二路放大通道131和第三路放大通道131。相应地，第一放大倍数对应第一路放大通道131的放大倍数，可以为I ;第三放大倍数对应第二路放大通道131的放大倍数；第二放大倍数对应第三路放大通道131的放大倍数。进ー步，本实施例中每组參考信号包括基准信号和地信号。相应的，本实施例使用的目标參考信号也包括基准信号和地信号；相应地，參考信号电压采样值包括基准信号电压采样值和地信号电压采样值。其中，參考信号中的地信号主要用于把仪用放大电路12中运放的共模信号通过外加地信号去除，可以进ー步提高检测精度。基于上述，控制电路15具体可以根据公式(I)计算待检测信号的电压值。
( Mv_Mgnd) /V- ( Mieef_Mgnd) /Vieef (I)其中，Mv为待检测信号电压米样值;Mikef为基准信号电压米样值;Μ_为地信号电压采样值；VIKEF为目标參考信号的电压值；V为待检测信号的电压值。在此说明，其中目标參考信号的电压值实际上为目标參考信号中的基准信号的电压值，其他參考信号的电压值实际上也为其中的基准信号的电压值。在此说明，通过实验验证得出在25mv/500A的分流器规格下，以及外部提供的第一组參考信号和第二组參考信号比较稳定前提下，本实施例的电源电流检测电路的检测精度可以达到O. 5%。由上述可见，本实施例的电源电流检测电路，通过输入开关可以完成多路电流的检测，通过第一多路模拟开关可以完成多组參考信号(包括基准信号和地信号)的选择、可以为不同待检测信号选择不同的目标參考信号，同时通过包括多路放大通道的倍数放大电路可以在不同待检测信号的情况下，选择不同的放大倍数，然后由码值采样电路完成信号采样，并最终由控制电路采用公式(I)完成对待检测信号的相对测量，极大地提高了測量精度，降低了測量成本。进ー步说明，为了进ー步提高检测精度，需要保证參考信号的准确度，为此本实施例的电源电流检测电路还可以对參考信号进行校正。具体校正过程为将待校正的參考信号中的基准信号(简称为待校正的基准信号)作为待检测信号，使用外部输入的大小已知并且精度很高的已知信号作为目标參考信号，控制电路15控制检测电路11分别将已知信号和待校正的基准信号提供给仪用放大电路12，仪用放大电路12分别对已知信号和待校正的基准信号进行前置放大，然后分别将前置放大后的已知信号和待校正的基准信号提供给倍数放大电路13。控制电路15根据待校正的基准信号的电压估计值和已知信号的电压的大小关系确定目标放大倍数，并控制倍数放大电路13中的相应放大通道131分别对前置放大后的已知信号和待校正的基准信号进行放大倍数为确定出的目标放大倍数的倍数放大处理，然后分别将倍数放大后的已知信号和待校正的基准信号提供给码值采样电路14，码值采样电路14分别对倍数放大后的已知信号和待校正的基准信号进行采样，将采样值提供给控制电路15，最后由控制电路15根据公式(I)计算出待校正的基准信号的准确电压值，保证了參考信号的准确性，为后续基于參考信号进行待检测信号的检测处理打下了基�。欣谔嵛偶觳饩�。
下面将通过具体实施例详细说明本发明实施例提供的电源电流检测电路的工作原理。图3为本发明一实施例提供的电源电流检测方法的流程图。如图3所示，本实施例的方法包括步骤301、电源电流检测电路中的检测电路在电源电流检测电路中的控制电路的控制下向电源电流检测电路中的放大电路分别输入目标參考信号和待检测信号。其中，目标參 考信号用于为计算待检测信号的电压值提供參考基准，待检测信号是与待检测电源连接的分流器输出的信号。本实施例的电源电流检测电路包括检测电路、放大电路、码值采样电路和控制电路，其具体结构可參见图IA所示。步骤302、放大电路在控制电路的控制下分别对目标參考信号和待检测信号进行放大处理，并将放大后的目标參考信号和待检测信号分别提供给电源电流检测电路中的码值采样电路。步骤303、码值采样电路分别对放大后的目标參考信号和放大后的待检测信号进行采样，获取參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值，并将參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值提供给控制电路。步骤304、控制电路根据參考信号电压采样值、待检测信号电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压值。在本实施例中，控制电路控制检测电路分别向放大电路输入目标參考信号和待检测信号，放大电路分别对目标參考信号和待检测信号进行放大后提供给码值采样电路，并由码值采样电路对放大后的目标參考信号和待检测信号的电压进行采样，将电压采样值提供给控制电路，控制电路根据目标參考信号的电压采样值、待检测信号的电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压，由于以目标參考信号为基准采用了相对测量的方法，提高了測量精度。图4为本发明另ー实施例提供的电源电流检测方法的流程图。如图4所示，本实施例的方法包括步骤401、电源电流检测电路中的检测电路在电源电流检测电路中的控制电路的控制下向电源电流检测电路中的放大电路分别输入目标參考信号和待检测信号。在本实施例中，检测电路包括多组參考信号，目标參考信号是检测电路的多组參考信号中的一组參考信号，同样用于为计算待检测信号的电压值提供參考基准。在本实施例中，放大电路包括仪用放大电路和倍数放大电路；检测电路包括第一多路模拟开关。检测电路中的每组參考信号和待检测信号分别与第一多路模拟开关的一路开关连接，第一多路模拟开关的输出端与仪用放大电路连接。基于上述，步骤401的具体实施方式
可以是控制电路控制检测电路的第一多路模拟开关中与目标參考信号连接的一路开关导通；相应地，检测电路通过被导通的一路开关向仪用放大电路输入目标參考信号。控制电路控制第一多路模拟开关中与待检测信号连接的一路开关导通；相应地，检测电路通过被导通的一路开关向仪用放大电路输入待检测信号。进ー步，检测电路还可以包括输入开关，所述输入开关分别与分流器和第一多路模拟开关中与待检测信号连接的一路开关连接，用于将待检测信号提供给第一多路�？榭亍？裳〉模嘧閰⒖夹藕虐ǖ谝蛔閰⒖夹藕藕偷诙閰⒖夹藕牛⑶业谝蛔閰⒖夹藕诺牡缪怪敌∮诘诙閰⒖夹藕诺牡缪怪�。则控制电路控制检测电路的第一多路模拟开关中与目标參考信号连接的一路开关导通之前包括控制电路将待检测信号的电压估计值和预设电压门限进行比较，当待检测信号的电压估计值大于或等于预设电压门限时，选择第二组參考信号作为目标參考信号，当待检测信号的电压估计值小于预设电压门限时，选择第一组參考信号作为目标參考信号。步骤402、放大电路中的仪用放大电路对目标參考信号和待检测信号分别进行前置放大处理，并将前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号分别提供给放大电路中的倍数放大电路。步骤403、倍数放大电路在控制电路的控制下分别对前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理，并将倍数放大后的目标參考信号和待检测信号分别提供给码值采样电路。在本实施例中，倍数放大电路包括多个放大通道和第二多路模拟开关。每个放大通道与第二多路模拟开关的一路开关连接，第二多路模拟开关的输出端与码值采样电路连接。其中，多个放大通道中每个放大通道的放大倍数不同。基于上述，倍数放大电路在控制电路的控制下分别对前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理具体为控制电路控制倍数放大电路的第二多路模拟开关的一路开关导通；相应地，倍数放大电路分别对前置放大后的目标參考信号和前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理，所述倍数放大处理的放大倍数为与第二多路模拟开关中被导通的一路开关连接的放大通道的放大倍数。可选的，如果多组參考信号包括第一组參考信号和第二组參考信号，则控制电路控制倍数放大电路的第二多路模拟开关的一路开关导通具体可以包括控制电路将预先获取的待检测信号的电压估计值分别与第一组參考信号中的电压值和第二组參考信号的电压值进行比较，根据比较结果确定目标放大倍数；然后控制第二多路模拟开关中与放大倍数为目标放大倍数的放大通道连接的一路开关导通。进一歩，控制电路根据比较结果确定目标放大倍数可以包括控制电路在待检测信号的电压估计值大于第二组參考信号的电压值时，确定目标放大倍数为第一放大倍数，在待检测信号的电压估计值小于第一组參考信号的电压值时，确定目标放大倍数为第二放大倍数，在待检测信号的电压估计值大于第一组參考信号的电压值而小于第二组參考信号的电压值时，确定目标放大倍数为第三放大倍数。其中，第二放大倍数大于第三放大倍数，第三放大倍数大于第一放大倍数。步骤404、码值采样电路分别对倍数放大后的目标參考信号和倍数放大后的待检测信号进行采样，获取參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值，并将參考信号电压采样值和待检测信号电压采样值提供给控制电路。步骤405、控制电路根据參考信号电压采样值、待检测信号电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压值。、
可选的，姆个參考信号包括基准信号和地信号。相应的，本实施例的目标參考信号也包括基准信号和地信号，则參考信号电压采样值包括基准信号电压采样值和地信号电压采样值。则控制电路可以根据公式(I)计算出待检测信号的电压值。关于公式(I)的有关描述，可參见上述实施例的描述。在本实施例中，控制电路控制检测电路分别向仪用放大电路输入目标參考信号和待检测信号，仪用放大电路分别对目标參考信号和待检测信号进行前置放大后提供给倍数放大电路，控制电路控制倍数放大电路分别对目标參考信号和待检测信号做进ー步放大处理，并由码值采样电路对进ー步放大后的目标參考信号和待检测信号的电压进行采样，将电压采样值提供给控制电路，控制电路根据目标參考信号的电压采样值、待检测信号的电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压，实现了以目标參考信号为基准对待检测信号进行相对测量的方法，提高了測量精度。另外，本实施例提供的电源电流检测电路采用相对测量方法提高了測量精度，对使用的仪用放大电路和倍数放大电路的精度要求较低，允许使用成本相对较低的器件实现，例如运算放大器等，因此，还具有实现成本 较低的优势。在此说明，在上述各方法实施例中，电源电流检测电路对目标參考信号和对待检测信号的处理过程是独立的，并不是同时进行的。例如，电源电流检测电路可以先对目标參考信号进行处理并获得目标參考信号对应的參考信号电压采样值；然后，电源电流检测电路再对待检测信号进行处理并获得待检测信号电压采样值，最后再根据公式(I)计算出待检测信号的电压。再例如，电源电流检测电路可以先对待检测信号进行处理并获得待检测信号电压采样值；然后，电源电流检测电路再对目标參考信号进行处理并获得目标參考信号对应的參考信号电压采样值，最后再根据公式(I)计算出待检测信号的电压。下面结合图2所示电源电流检测电路的结构，以电源电流检测电路先对目标參考信号进行处理，然后再对待检测信号进行处理为例说明上述方法的详细实施过程。该实施过程如图5所示，具体包括步骤501、控制电路将预先获取的待检测信号的电压估计值和预设电压门限进行比较，当待检测信号的电压估计值大于或等于预设电压门限时，选择第二组參考信号作为目标參考信号，当待检测信号的电压估计值小于预设电压门限时，选择第一组參考信号作为目标參考信号。该步骤501为一可选步骤。其中，待检测信号的电压估计值是预先对待检测信号的电压值进行估计获取的。步骤502、控制电路控制检测电路的第一多路模拟开关中与目标參考信号连接的一路开关导通；检测电路通过被导通的一路开关向仪用放大电路输入目标參考信号。步骤503、仪用放大电路对目标參考信号进行前置放大处理，并将前置放大后的目标參考信号提供给倍数放大电路。步骤504、控制电路控制倍数放大电路的第二多路模拟开关的一路开关导通；倍数放大电路通过与被导通的一路开关连接的放大通道对前置放大后的目标參考信号进行倍数放大处理，并将倍数放大后的目标參考信号提供给码值采样电路。可选的，如果多组參考信号包括第一组參考信号和第二组參考信号，则控制电路控制倍数放大电路的第二多路模拟开关的一路开关导通具体可以包括控制电路将待检测信号的电压估计值分别与第一组參考信号中的电压值和第二组參考信号的电压值进行比较，根据比较结果确定目标放大倍数，然后控制第二多路模拟开关中与放大倍数为目标放大倍数的放大通道连接的一路开关导通。步骤505、码值采样电路对倍数放大后的目标參考信号进行采样，获取參考信号电压采样值并将參考信号电压采样值提供给控制电路。步骤506、控制电路控制第一多路模拟开关中与待检测信号连接的一路开关导通；检测电路通过被导通的一路开关向仪用放大电路输入待检测信号。步骤507、仪用放大电路对待检测信号进行前置放大处理，并将前置放大后的待检测信号提供给倍数放大电路。步骤508、控制电路控制倍数放大电路的第二多路模拟开关的一路开关导通；倍 数放大电路通过与被导通的一路开关连接的放大通道对前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理，并将倍数放大后的待检测信号提供给码值采样电路。步骤509、码值采样电路对倍数放大后的待检测信号进行采样，获取待检测信号电压采样值并将待检测信号电压采样值提供给控制电路。步骤510、控制电路根据參考信号电压采样值、待检测信号电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压值。可选的，控制电路可以根据公式(I)计算出待检测信号的电压值。在本实施例中，控制电路控制检测电路分别向仪用放大电路输入目标參考信号和待检测信号，仪用放大电路分别对目标參考信号和待检测信号进行前置放大后提供给倍数放大电路，控制电路控制倍数放大电路分别对目标參考信号和待检测信号做进ー步放大处理，并由码值采样电路对进ー步放大后的目标參考信号和待检测信号的电压进行采样，将电压采样值提供给控制电路，控制电路根据目标參考信号的电压采样值、待检测信号的电压采样值和目标參考信号的电压值计算出待检测信号的电压，实现了以目标參考信号为基准对待检测信号进行相对测量的方法，提高了測量精度。另外，本实施例提供的电源电流检测电路采用相对测量方法提高了測量精度，对使用的仪用放大电路和倍数放大电路的精度要求较低，允许使用成本相对较低的器件实现，例如运算放大器等，因此，还具有实现成本较低的优势。本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于ー计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管參照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种电源电流检测电路，其特征在于，包括检测电路、放大电路、码值采样电路和控制电路；所述检测电路、所述放大电路和所述码值采样电路依次连接，所述控制电路分别与所述检测电路、所述放大电路和所述码值采样电路连接； 所述检测电路，用于在所述控制电路的控制下向所述放大电路分别输入目标参考信号和待检测信号，所述目标参考信号用于为计算所述待检测信号的电压值提供参考基准，所述待检测信号是与待检测电源连接的分流器输出的信号； 所述放大电路，用于在所述控制电路的控制下分别对所述目标参考信号和所述待检测信号进行放大处理，并将放大后的目标参考信号和待检测信号分别提供给所述码值采样电路； 所述码值采样电路，用于分别对所述放大后的目标参考信号和所述放大后的待检测信号进行采样，获取参考信号电压采样值和待检测信号电压采样值，并将所述参考信号电压采样值和所述待检测信号电压采样值提供给所述控制电路； 所述控制电路，用于控制所述检测电路向所述放大电路分别输入所述目标参考信号和所述待检测信号，控制所述放大电路分别对所述目标参考信号和所述待检测信号进行放大处理，并根据所述参考信号电压采样值、所述待检测信号电压采样值和所述目标参考信号的电压值计算出所述待检测信号的电压值。
2.根据权利要求I所述的电源电流检测电路，其特征在于，所述放大电路包括仪用放大电路和倍数放大电路； 所述仪用放大电路，用于对所述目标参考信号和所述待检测信号分别进行前置放大处理，并将前置放大后的目标参考信号和前置放大后的待检测信号分别提供给所述倍数放大电路； 所述倍数放大电路，用于在所述控制电路的控制下分别对所述前置放大后的目标参考信号和所述前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理，并将倍数放大后的目标参考信号和待检测信号分别提供给所述码值采样电路。
3.根据权利要求2所述的电源电流检测电路，其特征在于，所述目标参考信号为所述检测电路的多组参考信号中的一组参考信号； 所述检测电路包括第一多路模拟开关，所述检测电路中的每组参考信号和所述待检测信号分别与所述第一多路模拟开关的一路开关连接，所述第一多路模拟开关的输出端与所述仪用放大电路连接； 所述控制电路具体用于控制所述第一多路模拟开关中与所述目标参考信号连接的一路开关导通，以控制所述检测电路向所述仪用放大电路输入所述目标参考信号，控制所述第一多路模拟开关中与所述待检测信号连接的一路开关导通，以控制所述检测电路向所述仪用放大电路输入所述待检测信号。
4.根据权利要求3所述的电源电流检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括输入开关，所述输入开关分别与所述分流器和所述第一多路模拟开关中与所述待检测信号连接的一路开关连接。
5.根据权利要求3或4所述的电源电流检测电路，其特征在于，所述倍数放大电路包括多个放大通道和第二多路模拟开关；每个所述放大通道与所述第二多路模拟开关的一路开关连接，所述第二多路模拟开关的输出端与所述码值采样电路连接，所述多个放大通道中各个放大通道的放大倍数不同； 所述控制电路具体用于控制所述第二多路模拟开关的一路开关导通，以控制所述倍数放大电路分别对所述第一次放大后的目标参考信号和第一次放大后的待检测信号进行倍数放大处理，所述倍数放大处理的放大倍数为与所述第二多路模拟开关中被导通的一路开关连接的放大通道的放大倍数。
6.根据权利要求5所述的电源电流检测电路，其特征在于，所述多组参考信号包括第一组参考信号和第二组参考信号，所述第一组参考信号的电压值小于所述第二组参考信号的电压值； 所述控制电路具体用于，将预先获取的所述待检测信号的电压估计值和预设电压门限进行比较，当所述待检测信号的电压估计值大于或等于所述预设电压门限时，选择所述第二组参考信号作为所述目标参考信号，当所述待检测信号的电压估计值小于所述预设电压门限时，选择所述第一组参考信号作为所述目标参考信号；然后控制所述第一多路模拟开关中与所述目标参考信号连接的一路开关导通，以控制所述检测电路向所述仪用放大电路输入所述目标参考信号。
7.根据权利要求6所述的电源电流检测电路，其特征在于，所述控制电路具体用于将所述待检测信号的电压估计值分别与所述第一组参考信号中的电压值和所述第二组参考信号的电压值进行比较，根据比较结果确定目标放大倍数，然后控制所述第二多路模拟开关中与放大倍数为所述目标放大倍数的放大通道连接的一路开关导通，以控制所述倍数放大电路分别对所述前置放大后的目标参考信号和所述前置放大后的待检测信号进行放大倍数为所述目标放大倍数的倍数放大处理。
8.根据权利要求7所述的电源电流检测电路，其特征在于，所述控制电路具体用于，在所述待检测信号的电压估计值大于所述第二组参考信号的电压值时，确定所述目标放大倍数为第一放大倍数，在所述待检测信号的电压估计值小于所述第一组参考信号的电压值时，确定所述目标放大倍数为第二放大倍数，在所述待检测信号的电压估计值大于所述第一组参考信号的电压值而小于所述第二组参考信号的电压值时，确定所述目标放大倍数为第三放大倍数；其中，所述第二放大倍数大于所述第三放大倍数，所述第三放大倍数大于所述第一放大倍数。
9.根据权利要求1-4任一项所述的电源电流检测电路，其特征在于，所述目标参考信号包括基准信号和地信号，所述参考信号电压采样值包括所述基准信号电压采样值和地信号电压米样值； 所述控制电路具体用于根据公式(Mv-M_) /V= (Mieef-Mgnd) /Vieef,计算所述待检测信号的电压值； 其中，Mv为所述待检测信号电压采样值； Mieef为所述基准信号电压采样值； Mgnd为所述地信号电压采样值； Vieef为所述目标参考信号的电压值； V为所述待检测信号的电压值。
10.一种电源电流检测方法，其特征在于，包括 电源电流检测电路中的检测电路在所述电源电流检测电路中的控制电路的控制下向所述电源电流检测电路中的放大电路分别输入目标参考信号和待检测信号；所述目标参考信号用于为计算所述待检测信号的电压值提供参考基准，所述待检测信号是与待检测电源连接的分流器输出的信号； 所述放大电路在所述控制电路的控制下分别对所述目标参考信号和所述待检测信号进行放大处理，并将放大后的目标参考信号和待检测信号分别提供给所述电源电流检测电路中的码值采样电路； 所述码值采样电路分别对所述放大后的目标参考信号和所述放大后的待检测信号进行采样，获取参考信号电压采样值和待检测信号电压采样值，并将所述参考信号电压采样值和所述待检测信号电压采样值提供给所述控制电路； 所述控制电路根据所述参考信号电压采样值、所述待检测信号电压采样值和所述目标参考信号的电压值计算出所述待检测信号的电压值。
11.根据权利要求10所述的电源电流检测方法，其特征在于，所述放大电路在所述控制电路的控制下分别对所述目标参考信号和所述待检测信号进行放大处理，并将放大后的目标参考信号和待检测信号分别提供给所述电源电流检测电路中的码值采样电路包括 所述放大电路中的仪用放大电路对所述目标参考信号和所述待检测信号分别进行前置放大处理，并将前置放大后的目标参考信号和前置放大后的待检测信号分别提供给所述放大电路中的倍数放大电路； 所述倍数放大电路在所述控制电路的控制下分别对所述前置放大后的目标参考信号和所述前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理，并将倍数放大后的目标参考信号和待检测信号分别提供给所述码值采样电路。
12.根据权利要求11所述的电源电流检测方法，其特征在于，所述目标参考信号为所述检测电路的多组参考信号中的一组参考信号； 所述电源电流检测电路中的检测电路在所述电源电流检测电路中的控制电路的控制下向所述电源电流检测电路中的放大电路分别输入目标参考信号和待检测信号包括 所述控制电路控制所述检测电路的第一多路模拟开关中与所述目标参考信号连接的一路开关导通，所述检测电路通过被导通的一路开关向所述仪用放大电路输入所述目标参考信号； 所述控制电路控制所述第一多路模拟开关中与所述待检测信号连接的一路开关导通，所述检测电路通过被导通的一路开关向所述仪用放大电路输入所述待检测信号。
13.根据权利要求12所述的电源电流检测方法，其特征在于，所述倍数放大电路在所述控制电路的控制下分别对所述前置放大后的目标参考信号和所述前置放大后的待检测信号进行放大处理包括 所述控制电路控制所述倍数放大电路的第二多路模拟开关的一路开关导通，所述倍数放大电路分别对所述前置放大后的目标参考信号和所述前置放大后的待检测信号进行倍数放大处理，所述倍数放大处理的放大倍数为与所述第二多路模拟开关中被导通的一路开关连接的放大通道的放大倍数。
14.根据权利要求13所述的电源电流检测方法，其特征在于，所述多组参考信号包括第一组参考信号和第二组参考信号，所述第一组参考信号的电压值小于所述第二组参考信号的电压值；所述控制电路控制所述检测电路的第一多路模拟开关中与所述目标参考信号连接的一路开关导通之前包括 所述控制电路将预先获取的所述待检测信号的电压估计值和预设电压门限进行比较，当所述待检测信号的电压估计值大于或等于所述预设电压门限时，选择所述第二组参考信号作为所述目标参考信号，当所述待检测信号的电压估计值小于所述预设电压门限时，选择所述第一组参考信号作为所述目标参考信号。
15.根据权利要求14所述的电源电流检测方法，其特征在于，所述控制电路控制所述倍数放大电路的第二多路模拟开关的一路开关导通包括 所述控制电路将所述待检测信号的电压估计值分别与所述第一组参考信号中的电压值和所述第二组参考信号的电压值进行比较，根据比较结果确定目标放大倍数，然后控制所述第二多路模拟开关中与放大倍数为所述目标放大倍数的放大通道连接的一路开关导通。
16.根据权利要求15所述的电源电流检测方法，其特征在于，所述控制电路根据比较结果确定目标放大倍数包括 所述控制电路在所述待检测信号的电压估计值大于所述第二组参考信号的电压值时，确定所述目标放大倍数为第一放大倍数，在所述待检测信号的电压估计值小于所述第一组参考信号的电压值时，确定所述目标放大倍数为第二放大倍数，在所述待检测信号的电压估计值大于所述第一组参考信号的电压值而小于所述第二组参考信号的电压值时，确定所述目标放大倍数为第三放大倍数；其中，所述第二放大倍数大于所述第三放大倍数，所述第三放大倍数大于所述第一放大倍数。
17.根据权利要求10-16任一项所述的电源电流检测方法，其特征在于，所述目标参考信号包括基准信号和地信号，所述参考信号电压采样值包括所述基准信号电压采样值和地信号电压米样值； 所述控制电路根据所述参考信号电压采样值、所述待检测信号电压采样值和所述目标参考信号的电压值计算出所述待检测信号的电压值包括 所述控制电路根据公式(Mv-M_)/V= (Mikef-Mmi)/VIKEF，计算所述待检测信号的电压值； 其中，Mv为所述待检测信号电压采样值； Mieef为所述基准信号电压采样值； Mgnd为所述地信号电压采样值； Vieef为所述目标参考信号的电压值； V为所述待检测信号的电压值。
全文摘要
本发明提供一种电源电流检测方法及电路。其中，电路包括检测电路、放大电路、码值采样电路和控制电路；检测电路在控制电路的控制下向放大电路分别输入目标参考信号和待检测信号；放大电路在控制电路的控制下分别对目标参考信号和待检测信号进行放大处理；码值采样电路分别对放大后的目标参考信号和放大后的待检测信号进行采样，获取参考信号电压采样值和待检测信号电压采样值；控制电路根据参考信号电压采样值、待检测信号电压采样值和目标参考信号的电压值计算出待检测信号的电压值。本发明技术方案以目标参考信号为基准采用了相对测量的方法，提高了测量精度。
文档编号G01R31/40GK102680910SQ20121014990
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者侯鹏, 邹正华 申请人:华为技术有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
