[发明专利]一种低成本电感电流检测方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电子电路领域，特别涉及电流检测电路，具体来说是一种电感电流检测电路。

背景技术：

逆变电源中需要采样电感电流来对电路进行控制或者保护。一般逆变电源中电感电流的检测都是使用霍尔传感器或者采样电阻。霍尔传感器成本高，特别是在输出功率较大场合；采样电阻会带来损耗，通常需要价格昂贵的高共模抑制比的差分运算放大器进行电阻上微小信号的拾取，存在可靠性等问题。

发明内容：

本发明针对以上两种电感电流检测方法存在的问题，提出一种低成本、低损耗的电感电流检测方法。本发明通过对电感辅助绕组的电压进行积分来得到电感电流，具有低成本、低损耗、体积小、易集成等优点。

为此，本发明采用以下技术方案：一种低成本电感电流检测电路，包括一个电感、一个采样电路、一个电感电流过零点检测电路和一个积分复位电路，其特征在于所述电感由功率线圈、辅助线圈和磁芯构成，所述电感辅助线圈的匝数远小于电感功率线圈的匝数，功率线圈与辅助线圈紧密耦合；将电感辅助线圈的输出接至差动放大电路的反相端进行放大；将差动放大电路的输出接至反相积分电路，将此电压信号进行积分，从而得到电感电流；电感电流过零点检测电路包括一个采样电阻、一个差动放大电路、比较逻辑电路，其特征在于采样电阻串接在逆变器的桥臂上采样桥臂上的电流，将采样电阻两端的输出电压接至差动放大电路进行放大，差动放大电路的输出送入比较逻辑电路得到电流过零点，该电流过零点作为复位信号在电流过零点给复位单元的积分电容进行复位，消除积分累积误差。

工作原理是：对于一个电感，其电压电流满足如下关系：

则有：

采用一个电感辅助线圈，辅助线圈与电感功率线圈紧密耦合，辅助线圈两端的电压与电感功率线圈的两端电压幅值成匝数比关系，波形相同；将辅助线圈两端电压送入差动放大电路进行反相放大，放大结果输入积分电路中进行积分运算，可以得到与电感电流大小成比例且无相位差的电压波形；其中由于积分电路容易累积误差，所以电感电流过零点检测电路检测电感电流的过零点，在电感电流的过零点处通过复位电路对积分电容进行复位，从而保证本电路能够长时间有效运行。

附图说明：

下面集合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种低成本电感电流检测电路的电路框图；

图2是本发明的电感电流采样电路和复位电路示意图；

图3是本发明的电感电流过零点检测电路示意图；

图4是103部分C、D点的电压波形示意图；

图5是103部分F、G、H点电压波形示意图。

图6是一个实例的Saber仿真结果。

具体实施方式

图2是本发明的电感电流采样电路和复位电路示意图。电感L1即001部分包括电感功率线圈01，电感辅助线圈02以及磁芯03组成，所述功率线圈与辅助线圈需紧密耦合

电感电流采样电路由002和003组成。002部分为一个差动放大电路，包括第一电阻R01，第二电阻R02，第三电阻R03，第四电阻R04以及集成运算放大器IC01。辅助线圈的同名端通过第一电阻R01送入集成运算放大器IC01的反相输入端，该反相输入端还通过第三电阻R03接至参考地；辅助线圈的异名端通过第二电阻R02送入集成运算放大器IC01的同相输入端，同相输入端通过第四电阻R04接至集成运算放大器IC01的输出端。

003部分为一个反相积分器，包括第五电阻R05，第六电阻R06，第一电容C01以及集成运算放大器IC02组成。IC01的输出端通过第五电阻R05接至集成运算放大器IC02的反相端，该反相输入端还通过第一电容C01接至IC02的输出端，IC02的同相端通过第六电阻R06接至参考地。

电感电流过零点检测电路参照图3，101部分为一个采样电阻，包括以第一采样电阻Rs，该第一电阻串联在主电路桥臂上，从而得到第一采样电阻两端的电压为VRs。

102部分为差动运放电路，包括第一电阻R11，第二电阻R12，第三电阻R13，第四电阻R14和一个集成运算放大器IC11。101部分的输出电压VRs通过第一电阻R11接至集成运算放大器IC11的同相输入端，同时该同相输入端通过第二电阻R12接至参考地，反相输入端通过第三电阻R13接至参考地，同时通过第四电阻R14接至IC11的输出端。