[发明专利]一种H桥驱动电路及基于该H桥驱动电路的电流传感器

说明书

本发明公开了一种H桥驱动电路，包括第一运算放大器、第二运算放大器、N个第一NPN三极管、N个第一PNP三极管、N个第二NPN三极管、N个第二PNP三极管、第一至第二电阻和采样电阻。本发明还公开了一种电流传感器，包括第一电流测量模块、第二电流测量模块和处理器，第一电流测量模块包括上述的H桥驱动电路、磁敏单元和线圈。本发明在单向供电的情况下实现双向大电流的高精度测量，成本低，并提升传感器的功能安全等级。

技术领域

本发明涉及传感技术领域，特别是一种H桥驱动电路及基于该H桥驱动电路的电流传感器。

背景技术

现有的高精度电流测量技术有闭环霍尔，闭环AMR，闭环TMR技术，或者闭环磁通门技术。以闭环霍尔技术为例，有带有气隙的铁芯（及副边线圈），霍尔单元，运算放大器，三极管等器件构成。因为测量的电流为两个方向，补偿线圈需要两个方向的补偿电流，所以传感器需要双极性电源供电。为了增大传感器的量程，需要增大副边补偿线圈的电流大小或者匝数，导致线圈的尺寸增加，传感器的成本与尺寸的增加。

在汽车零部件领域，几乎不提供双极性电源，所以传统的闭环霍尔和闭环AMR技术不能适用。进一步，汽车要求的电流量程在1000安培以上，前述技术随着量程的增加需要更大的空间和更高的成本，并不能适应低成本和小尺寸的要求；再进一步，采用这些技术的产品并没有实现功能安全，也不能满足汽车应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种H桥驱动电路及基于该H桥驱动电路的电流传感器，本发明在单向供电的情况下实现双向大电流的高精度测量的低成本方案，并提升传感器的功能安全等级。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种H桥驱动电路，包括第一运算放大器、第二运算放大器、N个第一NPN三极管、N个第一PNP三极管、N个第二NPN三极管、N个第二PNP三极管、第一至第二电阻和采样电阻，N≥1；其中，

第一运算放大器的输入端与外部的磁敏单元的输出端连接，第一运算放大器的输出端与第一NPN三极管的基极、第一PNP三极管的基极分别连接，第一NPN三极管的集电极与第二NPN三极管的集电极连接，第一NPN三极管的发射极与第一PNP三极管的发射极、第一电阻的一端、外部的线圈的一端分别连接，第一PNP三极管的集电极与第二PNP三极管的集电极连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第二运算放大器的第一输入端分别连接，第二电阻的另一端与第二NPN三极管的发射极、第二PNP三极管的发射极、线圈的另一端分别连接，第二NPN三极管的基极、第二PNP三极管的基极分别与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器的第二输入端与外部的固定电压连接；

采样电阻在H桥驱动电路中与其它器件的连接方式是：

采样电阻的一端与第一PNP三极管的集电极、第二PNP三极管的集电极分别连接，采样电阻的另一端与地连接；或：采样电阻的一端与第一NPN三极管的集电极、第二NPN三极管的集电极分别连接，采样电阻的另一端与H桥的电源连接。

一种H桥驱动电路，包括第一运算放大器、第二运算放大器、N个第一NPN三极管、N个第一PNP三极管、N个第一MOSFET、N个第二MOSFET、第一至第二电阻和采样电阻，N≥1；其中，

第一运算放大器的输入端与外部的磁敏单元的输出端连接，第一运算放大器的输出端与第一NPN三极管的基极、第一PNP三极管的基极分别连接，第一NPN三极管的集电极与第一MOSFET的源极连接，第一NPN三极管的发射极与第一PNP三极管的发射极、第一电阻的一端、外部的线圈的一端分别连接，第一PNP三极管的集电极与第二MOSFET的源极连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第二运算放大器的第一输入端分别连接，第二电阻的另一端与第一MOSFET的漏极、第二MOSFET的漏极、线圈的另一端分别连接，第一MOSFET的栅极、第二MOSFET的栅极分别与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器的第二输入端与外部的固定电压连接；