[发明专利]一种利用单运放实现双向高端电流检测电路

说明书

本发明公开了一种利用单运放实现双向高端电流检测电路，包括：电流检测电路，连接于储能装置与负载之间，以完成双向电流的采样，并将充/放电电流转换为电压差；控制电路，用于将来自微处理器的控制信号mcu转换为开关阵列控制信号；开关阵列，用于在该开关阵列控制信号的控制下将该电流检测电路输出的电压差传递至放大电路的输入端；放大电路，用于将该电流检测电路输出的经该开关阵列传递的电压差进行放大和滤波以进行后续处理,本发明通过利用一个运算放大器以及一个电流检测电路可以完成两个不同方向的高端电流测量，保证了两个方向的测量精度完全一致，不存在误差和精度不对称性问题。

技术领域

本发明涉及一种高端电流检测电路，特别是涉及一种利用单运放实现双向高端电流检测电路。

背景技术

高端(指电源正极端)电流检测可以解决低端(指电源负极端)检测方案因负极地线干扰导致测量波动，测量误差大问题。所以高端电流检测被应用在很多需要精密检测电流的场合，尤其电流波动剧烈，干扰较大环境，比如新能源车辆上。在科学技术充分发展的情况下，移动通信设备和新能源交通工具成为日常生活必不可少的部分，可充电储能设备获得广泛使用，应用设计必须充分考虑充电和放电电流的幅值以保证安全、快速充电和安全和可持续放电，否则易造成可充电储能设备损坏甚至爆炸，因此高端电流检测变得尤为重要。

常规的高端电流检测需要两组运放及检测测量电路分别来完成两个不同方向的电流检测(充电方向和放电方向)，如图1所示为传统的高端电流检测电路的电路结构图。传统的电流检测电路由两个运放分别完成充电和放电两个方向的电流检测，运放U_C、电阻R_INC+、R_INC-、MOS管Q_C、滤波电容C_C以及输出电阻R_OUTC组成充电电流检测电路，运放U_D、电阻R_IND+、R_IND-、MOS管Q_D、滤波电容C_D以及输出电阻R_OUTD组成放电电流检测电路，R_SENSE为电流检测传感器，LOAD为用电负载，V_BAT为可充电储能设备，CHARGER为充电器，电流检测传感器R_SENSE的两端分别连接充电电流检测电路的输入电阻R_INC+、R_INC-的一端和放电电流检测电路的输入电阻R_IND+、R_IND-的一端，电阻R_INC-的另一端连接至运放U_C的反相输入端、MOS管Q_C的源极和衬底，电阻R_INC+的另一端连接至运放U_C的同相输入端，运放U_C的输出端连接至MOS管Q_C的栅极，MOS管Q_C的漏极连接至输出电阻R_OUTC的一端，滤波电容C_C一端连接电流检测传感器R_SENSE正端(左端，充电时电流由左向右流动)和运放的电源正端，其另一端连接至运放的整流端V_REG，输出电阻R_OUTC的另一端和运放电源负端接地，电阻R_IND-的另一端连接至运放U_D的反相输入端、MOS管Q_D的源极和衬底，电阻R_IND+的另一端连接至运放U_D的同相输入端，运放U_D的输出端连接至MOS管Q_D的栅极，MOS管Q_D的漏极连接至输出电阻R_OUTD的一端，滤波电容C_D一端连接电流检测传感器R_SENSE正端(右端，充电时电流由右向左流动)和运放的电源正端，其另一端连接至运放U_D的整流端V_REG，输出电阻R_OUTD的另一端和运放电源负端接地。