[发明专利]一种高压侧电流检测放大器

说明书

本发明公开了一种高压侧电流检测放大器，属于电流检测技术领域。高压侧电流检测放大器包括放大单元，所述放大单元包括顺次连接的输入级电路、放大级电路和输出级电路，所述输入级电路为具有电迁移结构的共基差分对。本发明通过对输入级电路进行改进，大大扩展了高压侧电流检测放大器的使用范围，使得输入电压范围可达0～30V，并且电源电压可低于共模输入电压。

技术领域

本发明属于电流检测技术领域，特别是涉及一种高压侧电流检测放大器。

背景技术

常见的对电流的精确检测方法是：在待测通路上引入阻值较小的检测电阻，通过检测已知阻值的电阻两端的电压来计算通路上的电流，并把检测到的小的电压信号经过放大器放大输出给后级系统应用。

电流检测放大器分为高压侧和低压侧两种形式，低压侧检测是将感应电阻放置在负载和地之间，而高压侧检测是将感应电阻放在正电源和负载之间。

图1为传统的高压侧电流检测放大器的原理图，根据放大器的基本原理，流入放大器输入端的电流为零，则放大器负输入端C的电压应该等于感应电阻Rsense的负端B。又根据放大器的工作原理，放大器的正负端电压相等，即C端和D端的电压相等，则I•Rsense为A端到D端的压降，则通过R7的电流为I7=I•Rsense/R7，该电流通过电流镜放大之后，通过R15转换为Vout，即为传统高压侧电流检测放大器的工作原理。

传统运算放大器输入端采用共射级差分对，如图2所示，一旦输入电压过低或过高，都会使差分对进入线性区或饱和区导致无法工作。传统的放大器对输入共模电平的范围有限制，最理想的情况也不能超越电源电压范围即：0＜输入共模电平 ＜供电电压。但通常在便携式的电流检测器上，使用的电源往往为干电池，仅能提供较小的供电电压，然而需要检测的电路的电压则有高有低，一旦检测电路的电压超过供电电压，传统式的电流检测放大器便无法工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高压侧电流检测放大器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高压侧电流检测放大器，包括放大单元，所述放大单元包括顺次连接的输入级电路、放大级电路和输出级电路，所述输入级电路为具有电迁移结构的共基差分对。

进一步地，所述输入级电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、三极管Q8、三极管Q9、三极管Q10、三极管Q11、三极管Q12、三极管Q13、三极管Q14、三极管Q15、三极管Q16、三极管Q17、三极管Q18、电容C1和电容C2；

电阻R5的第一端作为电流检测放大器的负输入端，电阻R5的第二端与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的基极与三极管Q7的发射极连接，三极管Q7的集电极与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极经电阻R3接VCC电压；三极管Q7的发射极与三极管Q11的发射极连接，三极管Q11的基极与三极管Q11的集电极连接，三极管Q11的集电极经电阻Q10与三极管Q14的集电极连接，三极管Q14的发射极接地；

电阻R6的第一端与电阻R5的第一端连接，电阻R6的第二端与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的基极与三极管Q6的发射极连接，三极管Q6的集电极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的基极与三极管Q3的基极连接，三极管Q2的发射极经电阻R2接VCC电压；三极管Q6的发射极与三极管Q10的发射极连接，三极管Q10的基极与三极管Q11的基极连接，三极管Q10的集电极与三极管Q13的集电极连接，三极管Q13的发射极经电阻R9接地；