本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)方面涉及一種電流檢測(cè)電路。

背景技術(shù)：

分流電阻器可以布置在預(yù)定的電流路徑上，以通過放大兩端電壓來測(cè)量根據(jù)電壓的電流。

例如，為了測(cè)量微小的電流差，可以精確地制定分流電阻器的電阻值。分流電阻器的電阻值通常非常小，結(jié)果，容易受到根據(jù)連接的布線的圖案產(chǎn)生的電阻值的影響。因此，如何設(shè)計(jì)布線的圖案對(duì)于設(shè)計(jì)者而言是重要的考慮。

此外，利用分流電阻器的電流檢測(cè)電路可以去除噪聲，以測(cè)量微小的電流變化。噪聲主要分為共模噪聲和差模噪聲。

共模噪聲是針對(duì)兩條信號(hào)線中的接地端子而產(chǎn)生的具有相同相位的噪聲。為了去除共模噪聲，存在各種方法，但作為一個(gè)示例，存在在接地端子與兩條信號(hào)線L21和L22中的每條信號(hào)線之間連接旁路電容器C21和C22的方法(見圖4)。作為AC分量的噪聲經(jīng)由旁路電容器C21和C22流入路徑。差模噪聲可以通過設(shè)置經(jīng)由旁路電容器C21和C22的電流路徑而去除。

然而，參照?qǐng)D4，阻抗(Z)51存在于與旁路電容器C21和C22連接的接地端子和與放大器31的第一電源端子Vee連接的接地端子之間。即，上述的兩個(gè)接地端子是物理地彼此不同而具有電位差的接地端子。因此，根據(jù)電位差的共模電流流動(dòng)，并且由于對(duì)共模電流執(zhí)行的噪聲分量，所以難以檢測(cè)精確的電流。

此外，因?yàn)榕c旁路電容器C21和C22連接的接地端子的位置不同于連接到放大器31的第一電源端子Vee的接地端子的位置，所以會(huì)傳送不同的噪聲。

因此，為了解決上述的問題，本發(fā)明的多個(gè)方面包括具有新的結(jié)構(gòu)的電流檢測(cè)電路。

在此背景技術(shù)部分中公開的以上信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理 解，因此它可能包含不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)方面涉及一種電流檢測(cè)電路以及涉及包括分流電阻器的電流檢測(cè)電路。

本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)方面包括具有改善電流精度的優(yōu)點(diǎn)的電流檢測(cè)電路。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的多個(gè)方面，電流檢測(cè)電路包括分流電阻器、放大器、將分流電阻器的第一端子連接到放大器的第一輸入端子的第一信號(hào)線、將分流電阻器的第二端子連接到放大器的第二輸入端子的第二信號(hào)線以及將分流電阻器的第二端子連接到放大器的第一電源端子的第三信號(hào)線。

電流檢測(cè)電路還可以包括將第一信號(hào)線連接到第三信號(hào)線的第一電容器和將第二信號(hào)線連接到第三信號(hào)線的第二電容器。

第三信號(hào)線的圖案可以在第一信號(hào)線的圖案和第二信號(hào)線的圖案之間。

第一信號(hào)線的阻抗可以與第二信號(hào)線的阻抗匹配。

第三信號(hào)線的阻抗可以與第一信號(hào)線的阻抗和第二信號(hào)線的阻抗匹配。

第一信號(hào)線的阻抗、第二信號(hào)線的阻抗和第三信號(hào)線的阻抗可以根據(jù)每個(gè)信號(hào)線圖案的形狀來確定。

第一電容器的電容和第二電容器的電容可以根據(jù)環(huán)境噪聲的頻率值來確定。

第一電容器的電容和第二電容器的電容可以具有相同的值。

放大器的第二電源端子可以連接到固定的電壓源，施加到第二電源端子的電壓可以比施加到第一電源端子的電壓大。

分流電阻器可以位于電池保護(hù)電路的大電流路徑上。

電池保護(hù)電路處于充電模式時(shí)分流電阻器的兩端電壓的極性可以與電池保護(hù)電路處于放電模式時(shí)分流電阻器的兩端電壓的極性不同。

放大器的輸出可以輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，可以根據(jù)ADC的輸出來測(cè)量在分流電阻器中流動(dòng)的電流。

第一電源端子可以是接地端子。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的多個(gè)方面，可以提供一種具有改善的電流精度的電流檢測(cè)電路。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的電池組的圖。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的電流檢測(cè)電路的圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的在印刷電路板(PCB)上實(shí)施的電流檢測(cè)電路的一部分的圖。

圖4是示出在相關(guān)領(lǐng)域中的電流檢測(cè)電路的圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)方面，附圖中示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的是，在都不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以以各種不同的方式修改所描述的實(shí)施例。

在附圖中，為了清楚，夸大了層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在整個(gè)說明書中，同樣的附圖標(biāo)記指示同樣的元件。將理解的是，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或基底的元件被稱作“在”另一元件“上”時(shí)，該元件可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱作“直接在”另一元件“上”時(shí)，不存在中間元件。

將理解的是，雖然在這里可以使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該受限于這些術(shù)語。這些術(shù)語用來將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以將下面描述的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分稱作第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。

將理解的是，當(dāng)元件或?qū)颖环Q作“在”另一元件或?qū)印吧稀?、“連接到”或“結(jié)合到”另一元件或?qū)訒r(shí)，該元件或?qū)涌梢灾苯釉谒隽硪辉驅(qū)由?、直接連接到或直接結(jié)合到所述另一元件或?qū)?，或者可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間元件或中間層。另外，還將理解的是，當(dāng)元件或?qū)颖环Q作“在”兩個(gè)元件或?qū)印爸g”時(shí)，該元件或?qū)涌梢允撬鰞蓚€(gè)元件或?qū)又g唯一的元件或?qū)?，或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間元件或?qū)印?/p>

這里使用的術(shù)語僅出于描述具體實(shí)施例的目的，而不意圖限制本發(fā)明。 如這里所使用的，除非上下文清楚地另有指明，否則單數(shù)形式“一個(gè)(種)”意圖也包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”及其變型和“包括”及其變型時(shí)，說明存在陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。如這里所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)的任意和所有組合。當(dāng)諸如“……中的至少一個(gè)(種)(者)”的表述位于一列元件(元素)之后時(shí)，修飾整列元件(元素)，而不是修飾所述列的個(gè)別元件(元素)。

如這里所使用的，術(shù)語“基本上”、“大約”和類似術(shù)語作為近似的術(shù)語而非程度術(shù)語來使用，并且意在解釋本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的測(cè)量或計(jì)算值中的固有誤差。此外，當(dāng)描述本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)使用“可以”是指“本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例”。如這里所使用的，術(shù)語“使用”及其變形可以被認(rèn)為分別與術(shù)語“利用”及其變型同義。此外，術(shù)語“示例性”意圖指一個(gè)示例或例證。

除非另有定義，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的意思相同的意思。還將理解的是，除非這里明確地如此定義，否則這些術(shù)語(諸如在通用字典中定義的術(shù)語)應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域和/或本說明書的環(huán)境中的它們的意思一致的意思，而不應(yīng)該以理想化或過于形式化的含義來解釋。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例電池組的圖。

參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的電池組包括電池10和電池保護(hù)電路20。

電池保護(hù)電路20設(shè)置在電池10的正極與外部端子P之間和電池10的負(fù)極與外部端子N之間，以位于大電流路徑上。

電池保護(hù)電路20包括彼此串聯(lián)連接的充電場(chǎng)效應(yīng)晶體管和放電場(chǎng)效應(yīng)晶體管，以根據(jù)控制器的控制來控制充電和放電。充電場(chǎng)效應(yīng)晶體管和放電場(chǎng)效應(yīng)晶體管可能無法很好地操作，結(jié)果，當(dāng)過放電或過充電發(fā)生時(shí)，控制器使作為二次保護(hù)元件的熔斷器斷開以阻斷大電流路徑。電池保護(hù)電路20的保護(hù)操作是示例實(shí)施例，且本發(fā)明不限于此。

本發(fā)明的電池保護(hù)電路20包括分流電阻器R1，以執(zhí)行電池10的保護(hù)功能。例如，在充電模式下，當(dāng)電流流向放電方向或超過預(yù)測(cè)電流的電流流動(dòng) 時(shí)，可以通過分流電阻器R1來檢測(cè)電流，并且電池保護(hù)電路20可以操作。

分流電阻器R1可以布置在測(cè)量電流變化的位置處。分流電阻器R1可以位于電池保護(hù)電路20的大電流路徑上。

當(dāng)分流電阻器R1位于電池保護(hù)電路20的大電流路徑上時(shí)，兩端電壓的極性可以根據(jù)電池保護(hù)電路20的模式而改變。即，電池保護(hù)電路20處于充電模式時(shí)分流電阻器R1的兩端電壓的極性和電池保護(hù)電路20處于放電模式時(shí)分流電阻器R1的兩端電壓的極性彼此不同。充電模式下的充電電流和放電模式下的放電電流具有不同的方向。

充電模式下的充電電流按照外部端子P、電池保護(hù)電路20、電池10的正極、電池10的負(fù)極、電池保護(hù)電路20和外部端子N的順序流動(dòng)。放電模式下的放電電流按照外部端子N、電池保護(hù)電路20、電池10的負(fù)極、電池10的正極、電池保護(hù)電路20和外部端子P的順序流動(dòng)。

諸如負(fù)載或發(fā)電機(jī)的外部裝置連接到外部端子P和外部端子N。

在圖1中，分流電阻器R1位于電池10的負(fù)極和外部端子N之間的大電流路徑上。作為另一示例實(shí)施例，分流電阻器R1可以位于電池10的正極和外部端子P之間的大電流路徑上。分流電阻器R1的位置可以通過考慮向圖2的放大器30的第一電源端子Vcc和第二電源端子Vee施加的電壓電平來確定。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的電流檢測(cè)電路的圖。

參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的電流檢測(cè)電路包括分流電阻器R1、第一信號(hào)線L1、第二信號(hào)線L2、第三信號(hào)線L3、第一電容器C1、第二電容器C2、放大器30和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)40。

第一信號(hào)線L1將分流電阻器R1的一個(gè)端子與放大器30的第一輸入端子Vn彼此連接。第二信號(hào)線L2將分流電阻器R1的另一個(gè)端子與放大器30的第二輸入端子Vp彼此連接。第三信號(hào)線L3將分流電阻器R1的所述另一個(gè)端子與放大器30的第一電源端子Vee彼此連接。在這種情況下，第一電源端子Vee可以是放大器30的接地端子。

在下文中，在本發(fā)明中，兩個(gè)元件的彼此“連接”指的是所述兩個(gè)元件彼此“電連接”，只要執(zhí)行將要被實(shí)現(xiàn)的功能即可。所述兩個(gè)元件的彼此“電連接”指的是無源元件或有源元件可以置于它們之間。即，因?yàn)樵趫D2中示出的電流檢測(cè)電路的預(yù)定路徑上設(shè)置另一個(gè)元件，所以在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是，可以對(duì)描述的實(shí)施例做出特定修改以具有額外的特征或方面。

第一電容器C1將第一信號(hào)線L1和第三信號(hào)線L3彼此連接。第二電容器C2將第二信號(hào)線L2和第三信號(hào)線L3彼此連接。

第一電容器C1和第二電容器C2作為旁路電容器用來減小如上面所描述的共模噪聲和差模噪聲。

作為一個(gè)示例實(shí)施例，第一電容器C1的電容值和第二電容器C2的電容值可以彼此相同或相似。這是為了使由每條信號(hào)線構(gòu)成的圖案的阻抗彼此匹配，電容器的電容值可以根據(jù)精細(xì)的圖案而彼此不同。

第一電容器C1的電容值和第二電容器C2的電容值可以根據(jù)經(jīng)常地施加在本發(fā)明的電流檢測(cè)電路所使用的環(huán)境中的噪聲的頻率值來確定。第一電容器C1和第二電容器C2通過對(duì)噪聲的AC分量進(jìn)行分流而用來減小噪聲。在這種情況下，因?yàn)槭┘拥脑肼暤念l率值根據(jù)電流檢測(cè)電路所使用的環(huán)境而變化，所以確定了第一電容器C1的電容值和第二電容器C2的電容值，以有效地去除噪聲。

放大器30可以是運(yùn)算放大器(OP AMP)。放大器30可以通過單電源OP AMP或雙電源OP AMP來構(gòu)造。放大器30的輸入端子和輸出端子可以根據(jù)結(jié)果而變化。描述的是，在本發(fā)明中的放大器30包括兩個(gè)輸入端子Vn和Vp、兩個(gè)電源端子Vcc和Vee以及一個(gè)輸出端子。

放大器30以預(yù)定的比例放大并輸出向第一輸入端子Vn輸入的第一電壓與向第二輸入端子Vp輸入的第二電壓之間的差。在示例實(shí)施例中，第一電壓是分流電阻器R1的一個(gè)端子的電壓，第二電壓是分流電阻器R1的另一個(gè)端子的電壓。第一輸入端子Vn和第二輸入端子Vp可以用來彼此替代。

第三信號(hào)線L3經(jīng)由同一電壓結(jié)點(diǎn)將分流電阻器R1的所述另一端子和放大器30的第一電源端子Vee彼此連接。因此，第一電容器C1和第二電容器C2中的每個(gè)電容器的一個(gè)端子與第一電源端子Vee位于同一電壓結(jié)點(diǎn)上。如上面描述的，第一電源端子Vee可以是放大器30的接地端子。

如上面描述的，參照?qǐng)D4，在相關(guān)領(lǐng)域的電流保護(hù)電路中，旁路電容器C21和C22的接地端子以及第一電源端子Vee的接地端子彼此不同以具有電位差。因此，存在電位的失配在放大器中被放大的問題，結(jié)果，會(huì)放大不期望的信號(hào)。

然而，在本發(fā)明中，第一電容器C1和第二電容器C2中的每個(gè)電容器的一個(gè)端子以及第一電源端子Vee物理地位于同一電壓結(jié)點(diǎn)上，結(jié)果，類似于圖4的阻抗51不置于它們之間。因此，去除了引起共模噪聲的原因，以改善輸出信號(hào)的質(zhì)量。

放大器30的第二電源端子Vcc可以連接到固定的電壓源。在這種情況下，施加到第二電源端子Vcc的電壓可以比施加到第一電源端子Vee的電壓大。

作為另一示例實(shí)施例，放大器30的第二電源端子Vcc可以連接到電壓電平比第一電源端子Vee的電壓電平高的結(jié)點(diǎn)。第一電源端子Vee和第二電源端子Vcc的電位差可以通過考慮放大器30的輸出范圍來確定。

放大器30的輸出輸入到ADC 40，本發(fā)明的電流檢測(cè)電路可以根據(jù)ADC40的輸出來測(cè)量分流電阻器R1中流動(dòng)的電流。ADC 40是選擇性的構(gòu)造，電流檢測(cè)電路還包括代替ADC 40以測(cè)量電流的模擬電路。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的在印刷電路板(PCB)上實(shí)施的電流檢測(cè)電路的一部分的圖。

參照?qǐng)D3，可以在PCB上圖案化第一信號(hào)線L1、第二信號(hào)線L2和第三信號(hào)線L3。

第一信號(hào)線L1的阻抗和第二信號(hào)線L2的阻抗可以彼此匹配。當(dāng)?shù)谝恍盘?hào)線L1和第二信號(hào)線L2由相同的材料(例如銅)構(gòu)造(或形成)時(shí)，第一信號(hào)線L1的圖案和第二信號(hào)線L2的圖案可以彼此相同或相似。即，因?yàn)榈谝恍盘?hào)線L1的圖案的長(zhǎng)度、寬度和形狀與第二信號(hào)線L2的圖案的長(zhǎng)度、寬度和形狀彼此相同或相似，所以可以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。

第三信號(hào)線L3被圖案化在第一信號(hào)線L1和第二信號(hào)線L2之間。因此，因?yàn)榈谌盘?hào)線L3和第一信號(hào)線L1之間的距離與第三信號(hào)線L3和第二信號(hào)線L2之間的距離彼此相同或相似，所以在一些情況下可以更容易獲得第一信號(hào)線L1和第二信號(hào)線L2的阻抗匹配。

在這種情況下，第三信號(hào)線L3的圖案類似地構(gòu)造為第一信號(hào)線L1的圖案或第二信號(hào)線L2的圖案，結(jié)果，第三信號(hào)線L3的阻抗可以與第一信號(hào)線L1的阻抗或第二信號(hào)線L2的阻抗匹配。

雖然已經(jīng)結(jié)合目前被考慮為是實(shí)踐的示例實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是將理解的是，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，而相反，意在覆蓋包括在 所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置以及它們的等同物。

一些標(biāo)號(hào)的描述

10：電池

20：電池保護(hù)電路

R1：分流電阻器

L1：第一信號(hào)線

L2：第二信號(hào)線

L3：第三信號(hào)線

C1：第一電容器

C2：第二電容器

30：放大器

40：ADC