專利名稱：多路高壓小電流檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢測(cè)電路領(lǐng)域，尤其涉及一種多路高壓小電流檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，在進(jìn)行多路高壓電流檢測(cè)時(shí)，由于多路高壓輸出共地，所以很難直接在低端進(jìn)行電流檢測(cè)，現(xiàn)有的產(chǎn)品通常從高壓輸出端直接串聯(lián)電阻進(jìn)行電流取樣，再經(jīng)過(guò)運(yùn)放將電阻的取樣電壓放大，得到實(shí)際的檢測(cè)輸出電壓。如圖I所示，為現(xiàn)有技術(shù)多路高壓小電流檢測(cè)電路。由于各路檢測(cè)電路都一祥，圖示中選擇一路高壓小電流檢測(cè)電路進(jìn)行說(shuō)明，該電路元件及連接關(guān)系如圖所示，文字部分不再描述。圖I中電路存在以下問(wèn)題，導(dǎo)致對(duì)微小電流的檢測(cè)不夠精確第一，共模電壓太高，如可達(dá)數(shù)千伏以上，差模電壓太低，如IOuA的電流流過(guò)100K的電阻Ra，電壓只有IV，Ra太大則會(huì)導(dǎo)致高壓損失大，由于運(yùn)放的共模抑制比是有限的，如LM358只有70dB左右，使得運(yùn)放的輸出與實(shí)際檢測(cè)到的電流存在較大差別；第二，電路要求分壓電阻的対稱性極高，如要求Rl = R3，R4 = (R2+VR1)，如果稍有偏差，則導(dǎo)致相同的檢測(cè)電流，有不同的輸出電壓。表現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，如不同臺(tái)次的電源，由于電阻不對(duì)稱的原因，相同的檢測(cè)電流，輸出電壓Vo差別很大，超過(guò)規(guī)格范圍的要求；第三，特別嚴(yán)重的是，如果輸出高壓Vtx發(fā)生變化，相同檢測(cè)電流，檢測(cè)的輸出電壓Vo也會(huì)發(fā)生變化，所以對(duì)于要求高壓輸出可調(diào)的應(yīng)用，此檢測(cè)電路根本無(wú)法滿足要求。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供了ー種新的電路設(shè)計(jì)方案，使得檢測(cè)輸出電壓隨被檢測(cè)電流的變化而線性變化，并且檢測(cè)電流可達(dá)uA級(jí)甚至更低，受輸出高壓的大小影響極小，實(shí)用度高。為了達(dá)到上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供了一種多路高壓小電流檢測(cè)電路，所述電路包括至少兩路高壓小電流檢測(cè)電路，所述高壓小電流檢測(cè)電路包括高壓發(fā)生器、高壓輸出端、主負(fù)載、其它負(fù)載、偏置電壓源、用于檢測(cè)總電流的第一取樣電阻、用于檢測(cè)其它負(fù)載電流的第二取樣電阻、檢測(cè)所述第一取樣電阻兩端電壓的第一檢測(cè)電路、檢測(cè)所述第二取樣電阻兩端電壓的第二檢測(cè)電路以及運(yùn)算放大器，其中所述高壓發(fā)生器的高壓端連接兩個(gè)支路，第一支路接高壓輸出端，高壓輸出端通過(guò)主負(fù)載接地，第二支路接所述其它負(fù)載，其它負(fù)載的另一端串聯(lián)第二取樣電阻后接地，高壓發(fā)生器的低壓端依次串聯(lián)第一取樣電阻和偏置電壓源后接地，所述運(yùn)算放大器的第一輸入端接第一檢測(cè)電路的輸出端，所述運(yùn)算放大器的第二輸入端接第二檢測(cè)電路輸出端，運(yùn)算放大器的輸出端為檢測(cè)結(jié)果輸出。[0009]具體地，所述第一檢測(cè)電路、第二檢測(cè)電路分別為運(yùn)算放大電路。具體地，所述至少兩路高壓小電流檢測(cè)電路共用一個(gè)高壓發(fā)生器和ー個(gè)偏置電壓源。具體地，所述偏置電壓源可為正電壓，零電壓或負(fù)電壓。[0012]具體地，所述第一取樣電阻、第二取樣電阻均包括ー個(gè)或多個(gè)電阻。具體地，所述運(yùn)算放大器為加法器或減法器，具體取決于兩取樣電阻所在電路的參考方向是否一致，若一致時(shí)采用減法器，不一致時(shí)采用加法器。具體地，所述其它負(fù)載包括輸出高壓閉環(huán)控制的采樣電路等。本實(shí)用新型的有益效果如下本實(shí)用新型方案將改變傳統(tǒng)從高壓端電流取樣的方法，每路的高壓電流從低壓端 進(jìn)行電流取樣，由于從低壓端取樣，共模電壓大大減少，從而提高了差模電流檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)uA級(jí)甚至更低的電流檢測(cè)。除此之外，本實(shí)用新型采用運(yùn)算放大器通過(guò)運(yùn)算方法從混疊的電流中檢測(cè)出所需電流分量，因而可以在混疊有其它負(fù)載電流的低壓端準(zhǔn)確檢測(cè)高壓電源的高壓輸出端的輸出電流，解決了采用常規(guī)差分電流檢測(cè)方法吋，對(duì)電路元件極端的難以達(dá)到的精度要求問(wèn)題。

圖I是本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)多路高壓小電流檢測(cè)電路圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例多路聞壓小電流檢測(cè)電路原通圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例多路高壓小電流檢測(cè)電路圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型方案將改變傳統(tǒng)從高壓端電流取樣的方法，每路的高壓電流從低壓端進(jìn)行電流取樣，由于從低壓端取樣，共模電壓大大減少，從而提高了差模電流檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)uA級(jí)甚至更低的電流檢測(cè)。除此之外，本實(shí)用新型采用運(yùn)算放大器通過(guò)運(yùn)算方法從混疊的電流中檢測(cè)出所需電流分量，因而可以在混疊有其它負(fù)載電流的低壓端準(zhǔn)確檢測(cè)高壓電源的高壓輸出端的輸出電流，解決了采用常規(guī)差分電流檢測(cè)方法吋，對(duì)電路元件極端的難以達(dá)到的精度要求問(wèn)題。實(shí)施例I參見(jiàn)圖2，是本實(shí)用新型實(shí)施例多路高壓小電流檢測(cè)電路原理圖，所述檢測(cè)電路包括至少兩路高壓小電流檢測(cè)電路，由于每路高壓小電流檢測(cè)電路原理圖基本相同，圖中只畫(huà)出其中一路的高壓小電流檢測(cè)電路原理圖。如圖所示，所述高壓小電流檢測(cè)電路包括高壓發(fā)生器、高壓輸出端、主負(fù)載(RL)、其它負(fù)載、偏置電壓源、用于檢測(cè)總電流(IL+IA)的第一取樣電阻(Rsl)、用于檢測(cè)其它負(fù)載電流(IA)的第二取樣電阻(Rs2)、檢測(cè)所述第一取樣電阻(Rsl)、兩端電壓的第一檢測(cè)電路、檢測(cè)所述第二取樣電阻(Rs2)兩端電壓的第二檢測(cè)電路以及運(yùn)算放大器，其中所述高壓發(fā)生器的高壓端連接兩個(gè)支路，第一支路接高壓輸出端，高壓輸出端通過(guò)主負(fù)載(RU接地，第二支路接所述其它負(fù)載，其它負(fù)載的另一端串聯(lián)第二取樣電阻(Rs2)后接地，高壓發(fā)生器的低壓端依次串聯(lián)第一取樣電阻(Rsl)和偏置電壓源后接地，所述運(yùn)算放大器的第一輸入端接第一檢測(cè)電路的輸出端，所述運(yùn)算放大器的第二輸入端接第二檢測(cè)電路輸出端，運(yùn)算放大器的輸出端為檢測(cè)結(jié)果輸出。具體地，所述第一檢測(cè)電路、第二檢測(cè)電路分別為運(yùn)算放大電路。具體地，所述至少兩路高壓小電流檢測(cè)電路共用一個(gè)高壓發(fā)生器和ー個(gè)偏置電壓源，共用偏置電壓源不會(huì)影響電流檢測(cè)輸出電壓值。具體地，所述偏置電壓源可為正電壓，零電壓或負(fù)電壓。具體地，所述第一取樣電阻、第二取樣電阻均包括ー個(gè)或多個(gè)電阻。圖2中高壓小電流檢測(cè)電路的工作原理如下本電路采用從偏置電壓源與高壓發(fā)生器低壓端的支路中，用電阻Rsl檢測(cè)主負(fù)載電流IL的方法，不同于高壓端直接電流檢測(cè)，即只有IL通過(guò)檢測(cè)電路，由于在實(shí)際電路中，并非只有IL流過(guò)電阻Rsl，還有ー些其它負(fù)載的電流，例如流過(guò)用于穩(wěn)定輸出高壓的反饋電阻的電流等，這部分多余的電流會(huì)使檢測(cè)輸出電壓有較大誤差，特別是對(duì)uA級(jí)或更低的電流檢測(cè)時(shí)，表現(xiàn)尤為突出，為克服這部分多余電流的影響，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想是采用雙電流或多電流檢測(cè)電路，以下以雙電流檢測(cè)電路為例進(jìn)行說(shuō)明一路檢測(cè)通過(guò)Rsl的所有電流，也即總電流，其中含主負(fù)載電流IL及其它負(fù)載電流IA，需要說(shuō)明的是，其它負(fù)載電流IA可能包含ー個(gè)或多個(gè)分量，即IA = IA1+IA2+ ，得到的檢測(cè)電壓為Vl ;另一路単獨(dú)檢測(cè)除IL這部分電流之外的多余電流IA，取得的檢測(cè)電壓值為V2 ;然后再用一級(jí)減法電路或加法電路，取得兩者的差值A(chǔ)V = V1-V2，完全去掉多余電流的影響，此A V就是完全反映真實(shí)檢測(cè)電流IL的電壓值，再將AV放大，得到完全正比于真實(shí)檢測(cè)主負(fù)載電流IL的輸出電壓值Vo。本實(shí)用新型改變傳統(tǒng)從高壓端電流取樣的方法，將每路的高壓電流IL從低壓端用電阻Rsl取樣。由于從低壓端取樣，共模電壓大大減少，從而提高了差模電流檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)uA級(jí)甚至更低的電流檢測(cè)；此處偏置電壓源，可以是電壓較低的正電壓，或者是零電壓即接地，也可以是負(fù)電壓；本實(shí)用新型采用運(yùn)算放大器通過(guò)運(yùn)算方法從混疊的電流中檢測(cè)出所需電流分量，因而可以在混疊有其它負(fù)載電流的低端準(zhǔn)確檢測(cè)高壓電源的高端輸出端的輸出電流，解決了采用常規(guī)差分電流檢測(cè)方法吋，對(duì)電路元件極端的難以達(dá)到的精度要求問(wèn)題。實(shí)施例2參見(jiàn)圖3，是本實(shí)用新型實(shí)施例多路高壓小電流檢測(cè)電路圖。由于每路高壓小電流檢測(cè)電路圖基本相同，圖中只畫(huà)出其中一路的高壓小電流檢測(cè)電路圖。圖中各元件及連接關(guān)系如圖所示，此處不再詳述。圖中高壓小電流檢測(cè)電路，采用低壓端電流檢測(cè)的方法，此處的偏置電壓源是ー個(gè)-1200V的電壓偏置電路，可供兩路或多路檢測(cè)電路使用，電路可實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)輸出電壓Vo與被檢測(cè)的主負(fù)載電流IL的線性關(guān)系式Vo = 0. IX IL+2. 5 (單位Vo_伏，IL_uA)，并且檢測(cè)輸出電壓幾乎不受輸出高壓值的影響，在-750V +3000V的范圍內(nèi)保持Vo = 0. IXIL+2. 5 不變。以下對(duì)電路圖“K-TRANSFER”的原理進(jìn)行說(shuō)明電流ILl是實(shí)際要檢測(cè)的主負(fù)載電流即有用電流，電流IAl是其它負(fù)載電流即無(wú)用電流，(IL1+IA1)這兩個(gè)電流通過(guò)電阻R118(5. IMF 1/2W)進(jìn)行電壓采樣，再送入運(yùn)放U100C(LM358)后，得到與電流(IL1+IA1)相關(guān)的輸出電壓Vll ;同時(shí)，電流IAl通過(guò)電阻R122(11KF 0805)進(jìn)行電壓采樣，得到與電流相關(guān)的輸出電壓V12 ；￥11與￥12被送入由仍0( (11058)與周邊元件組成的反相加法器，也就是減法器，以及放大電路中，兩數(shù)值相減后被放大，得到僅與主負(fù)載電流ILl相關(guān)的輸出電壓Vo，并且Vo = 0. IX IL+2. 5。圖中R119取值與R118相等(5. IMF 1/2W)，加入R119是為了消除-1200V偏置電壓所產(chǎn)生電流的影響。因?yàn)檫\(yùn)放的兩個(gè)輸入端電平約為2. 5V，所以-1200V偏置電壓必然會(huì)在運(yùn)放的輸入串聯(lián)電阻R108和R109中產(chǎn)生電流；而由-1200V偏壓所導(dǎo)致的流經(jīng)R108的電流必然流經(jīng)取樣電阻R118，并在R118上產(chǎn)生電壓降，從而影響電流檢測(cè)結(jié)果；加入R119后，會(huì)在差分放大器的另ー輸入回路中產(chǎn)生相同的電壓降，抵消上述R118上的壓降，從而消除-1200V偏置電壓導(dǎo)致的另ー個(gè)“其它電流”對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。綜述本方案輸出高壓可調(diào)的小電流檢測(cè)電路，在共用-1200V低壓端電源的情況下，實(shí)現(xiàn)了各路負(fù)載電流的獨(dú)立檢測(cè)，而且不受輸出高壓值的影響，在-750V +3000V的范圍內(nèi)取得一致的電流檢測(cè)輸出電壓。本實(shí)用新型方案將每路的高壓電流從低壓端進(jìn)行電流取樣，改變傳統(tǒng)從高壓端電流取樣的方法。由于從低壓端取樣，共模電壓大大減少，從而提高了差模電流檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)uA級(jí)甚至更低的電流檢測(cè)。除此之外，本實(shí)用新型采用運(yùn)算放大器通過(guò)運(yùn)算方法從混疊的電流中檢測(cè)出所需電流分量，因而可以在混疊有其它負(fù)載電流的低壓端準(zhǔn)確檢測(cè)高壓電源的高壓輸出端的輸出電流，解決了采用常規(guī)差分電流檢測(cè)方法吋，對(duì)電路元件極端的難以達(dá)到的精度要求問(wèn)題。以上所揭露的僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái) 限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.一種多路高壓小電流檢測(cè)電路，其特征在干，所述電路包括至少兩路高壓小電流檢測(cè)電路，所述高壓小電流檢測(cè)電路包括高壓發(fā)生器、高壓輸出端、主負(fù)載、其它負(fù)載、偏置電壓源、用于檢測(cè)總電流的第一取樣電阻、用于檢測(cè)其它負(fù)載電流的第二取樣電阻、檢測(cè)所述第一取樣電阻兩端電壓的第一檢測(cè)電路、檢測(cè)所述第二取樣電阻兩端電壓的第二檢測(cè)電路以及運(yùn)算放大器，其中所述高壓發(fā)生器的高壓端連接兩個(gè)支路，第一支路接高壓輸出端，高壓輸出端通過(guò)主負(fù)載接地，第二支路接所述其它負(fù)載，其它負(fù)載的另一端串聯(lián)第二取樣電阻后接地，高壓發(fā)生器的低壓端依次串聯(lián)第一取樣電阻和偏置電壓源后接地，所述運(yùn)算放大器的第一輸入端接第一檢測(cè)電路的輸出端，所述運(yùn)算放大器的第二輸入端接第二檢測(cè)電路輸出端，運(yùn)算放大器的輸出端為檢測(cè)結(jié)果輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多路高壓小電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述第一檢測(cè)電路、第二檢測(cè)電路分別為運(yùn)算放大電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多路高壓小電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述至少兩路高壓小電流檢測(cè)電路共用一個(gè)高壓發(fā)生器和ー個(gè)偏置電壓源。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的多路高壓小電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述偏置電壓源為正電壓，零電壓或負(fù)電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多路高壓小電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述第一取樣電阻、第二取樣電阻均包括ー個(gè)或多個(gè)電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述運(yùn)算放大器為加法器或減法器。
專利摘要本實(shí)用新型提供的多路高壓小電流檢測(cè)電路，改變傳統(tǒng)從高壓端電流取樣的方法，將每路的高壓電流從低壓端進(jìn)行電流取樣，由于從低壓端取樣，共模電壓大大減少，從而提高了差模電流檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)uA級(jí)甚至更低的電流檢測(cè)。除此之外，本實(shí)用新型采用運(yùn)算放大器通過(guò)運(yùn)算方法從混疊的電流中檢測(cè)出所需電流分量，因而可以在混疊有它負(fù)載電流的低壓端準(zhǔn)確檢測(cè)高壓電源的高壓輸出端的輸出電流，解決了在采用常規(guī)差分電流檢測(cè)方法時(shí)，對(duì)電路元件極端的難以達(dá)到的精度要求問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01R19/10GK202393815SQ20122002384
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者張世桐, 李建明, 林兒, 沈橋榮 申請(qǐng)人:惠州三華工業(yè)有限公司