【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及電流檢測(cè)的領(lǐng)域，尤其是涉及一種cmos磁通門傳感器。
技術(shù)介紹
1、為了對(duì)電路中電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，會(huì)比較多使用到磁通門傳感器，即將待測(cè)電流的電線穿過傳感器的磁芯，即可對(duì)電流進(jìn)行檢測(cè)。
2、例如，公開號(hào)為cn117907674a的一種寬范圍閉環(huán)磁通門電流檢測(cè)的信號(hào)處理系統(tǒng)，經(jīng)由獲取在磁通量為零時(shí)的補(bǔ)償電流并結(jié)合對(duì)應(yīng)的線圈匝數(shù)以計(jì)算獲得待測(cè)電流。
3、針對(duì)上述中的相關(guān)技術(shù)，電流信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)模塊中會(huì)使用多個(gè)晶體管進(jìn)行采樣電壓的放大，而在晶體管狀態(tài)切換過程中線圈容易產(chǎn)生過高的電壓或電流，容易對(duì)晶體管造成損壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了降低晶體管損壞的可能性，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环Ncmos磁通門傳感器。
2、本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环Ncmos磁通門傳感器采用如下的技術(shù)方案。
3、一種cmos磁通門傳感器，包括依據(jù)待測(cè)電流通過的電纜所產(chǎn)生的的磁場(chǎng)以產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)以使得磁通量趨向?yàn)榱愕碾姼芯€圈，電感線圈兩端一一對(duì)應(yīng)連接有將電壓放大的驅(qū)動(dòng)管和將調(diào)換后電壓傳輸至驅(qū)動(dòng)管的傳輸管，驅(qū)動(dòng)管連接有第五nmos管，第五nmos管源極連接有差分放大電路和能使得第五nmos管關(guān)斷的第一比較器，差分放大電路連接有將放大后的電壓采樣量化并進(jìn)行電壓輸出的mcu電路，驅(qū)動(dòng)管、傳輸管和第五nmos管各自的源極和漏極之間均并聯(lián)有供反向電流通過的第一二極管。
4、通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)驅(qū)動(dòng)管、傳輸管和第五nmos管的轉(zhuǎn)態(tài)發(fā)生切換的時(shí)候，電路會(huì)將主通路中的電流通過并聯(lián)的二極管
5、可選的，所述驅(qū)動(dòng)管包括和電感線圈相串聯(lián)的一組上驅(qū)動(dòng)分管以及和電感線圈相并聯(lián)的一組下驅(qū)動(dòng)分管，傳輸管包括和上驅(qū)動(dòng)分管連接的上傳輸分管以及和下驅(qū)動(dòng)分管連接的下傳輸分管。
6、通過采用上述技術(shù)方案，以將電路中的電流進(jìn)行分?jǐn)偅瑴p少單個(gè)上驅(qū)動(dòng)分管和下驅(qū)動(dòng)分管的負(fù)擔(dān)，降低驅(qū)動(dòng)管損壞的可能性。
7、可選的，所述上驅(qū)動(dòng)分管包括第一pmos管和第二pmos管，下驅(qū)動(dòng)分管包括第一nmos管和第二nmos管，第二pmos管的源極連接于電源電壓且漏極連接于電感線圈輸入端，第一nmos管的漏極連接于電感線圈輸出端且源極連接于第五nmos管漏極，第一pmos管源極連接于第二pmos管源極且漏極連接于電感線圈輸出端，第二nmos管漏極連接于電感線圈輸入端且源極連接于第五nmos管漏極；
8、上傳輸分管包括第三pmos管和第四pmos管，下傳輸分管包括第三nmos管和第四nmos管，第三pmos管源極連接于第一pmos管柵極且漏極連接第二pmos管漏極，第四pmos管的源極連接于第二pmos管的柵極且漏極連接于電感線圈輸出端，第三nmos管的漏極連接于第二pmos管的漏極且源極連接于第一nmos管的柵極，第四nmos管的漏極連接于電感線圈輸出端且源極連接于第二nmos管的柵極。
9、通過采用上述技術(shù)方案，將電路中的電壓進(jìn)行分擔(dān)，并能對(duì)電流進(jìn)行更精準(zhǔn)的控制，也有助于提升電流容量，提高電路整體穩(wěn)定性。
10、可選的，所述第三pmos管柵極和第四pmos管柵極連接有第二二級(jí)管，第二二極管的負(fù)極連接于電源電壓，第三nmos管柵極和第四nmos管柵極連接有第三二極管，第三二極管的正極接地，第二二極管和第三二極管之間串聯(lián)有第五電阻，第五電阻輸入端連接于第三pmos管柵極和第四pmos管柵極，第五電阻輸出端連接于第三nmos管柵極和第四nmos管柵極。
11、通過采用上述技術(shù)方案，為上傳輸分管和下傳輸分管提供穩(wěn)定的偏置電壓。
12、可選的，所述電感線圈輸出端連接有第九電阻，第九電阻和mcu電路之間串聯(lián)有第五電容。
13、通過采用上述技術(shù)方案，eclk時(shí)鐘信號(hào)傳輸至mcu電路，作為觸發(fā)mcu電路中adc采樣的時(shí)序信號(hào)。
14、可選的，所述第二二極管并聯(lián)有第三電容，第三二極管并聯(lián)有第四電容。
15、通過采用上述技術(shù)方案，減小傳輸管源漏切換時(shí)鐘串?dāng)_到提供給上傳輸分管和下傳輸分管的偏置電壓，減少對(duì)整體電路工作性能的影響。
16、可選的，所述第五nmos管源極連接有接地的第十一電阻，差分放大電路包括連接于第五nmos管源極的第六電阻、負(fù)輸入端連接于第六電阻的第二比較器、連接于第二比較器正輸入端且連接于基準(zhǔn)電壓的第七電阻、并聯(lián)于第二比較器負(fù)輸入端和輸出端的第八電阻，補(bǔ)償電流is、采樣電壓vcs和輸出電壓vout三者之間的關(guān)系式為：
17、vcs=isrshunt
18、vout=r8/r6vcs+vref
19、其中，rshunt為第十一電阻阻值，r8為第八電阻阻值，r6為第六電阻阻值，vref為輸入第二比較器正輸入端的基準(zhǔn)電壓值。
20、通過采用上述技術(shù)方案，以獲得補(bǔ)償電流的值并再經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算獲得待測(cè)電流。
21、可選的，所述第一比較器輸出端處連接有和電源電壓相連接的第四電阻。
22、通過采用上述技術(shù)方案，確保比較器在輸出低電平時(shí)其輸出端能夠保持一個(gè)穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，提升比較器輸出的抗干擾能力。
23、可選的，所述第一比較器正輸入端連接有接地的第十電阻，第十電阻并聯(lián)有第二電容，第一比較器正輸入端連接有和基準(zhǔn)電壓相連的第三電阻。
24、可選的，所述第一比較器負(fù)輸入端連接有接地的第二電阻和第一電容，第一比較器負(fù)輸入端連接有和第五nmos管源極相連接的第一電阻。
25、通過采用上述技術(shù)方案，防止第一比較器的輸入端懸空，降低第一比較器輸入電位的波動(dòng)，提升電路穩(wěn)定性。
26、綜上所述，本申請(qǐng)至少包括以下有益效果。
27、整體電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)具有較高的檢測(cè)精度，并且降低晶體管損壞的可能性。
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1.一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：包括依據(jù)待測(cè)電流通過的電纜所產(chǎn)生的的磁場(chǎng)以產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)以使得磁通量趨向?yàn)榱愕碾姼芯€圈，電感線圈兩端一一對(duì)應(yīng)連接有將電壓放大的驅(qū)動(dòng)管（2）和將調(diào)換后電壓傳輸至驅(qū)動(dòng)管（2）的傳輸管（3），驅(qū)動(dòng)管（2）連接有第五NMOS管，第五NMOS管源極連接有差分放大電路（5）和能使得第五NMOS管關(guān)斷的第一比較器，差分放大電路（5）連接有將放大后的電壓采樣量化并進(jìn)行電壓輸出的MCU電路（52），驅(qū)動(dòng)管（2）、傳輸管（3）和第五NMOS管各自的源極和漏極之間均并聯(lián)有供反向電流通過的第一二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)管（2）包括和電感線圈相串聯(lián)的一組上驅(qū)動(dòng)分管（55）以及和電感線圈相并聯(lián)的一組下驅(qū)動(dòng)分管（56），傳輸管（3）包括和上驅(qū)動(dòng)分管（55）連接的上傳輸分管（57）以及和下驅(qū)動(dòng)分管（56）連接的下傳輸分管（58）。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：所述上驅(qū)動(dòng)分管（55）包括第一PMOS管和第二PMOS管，下驅(qū)動(dòng)分管（56）包括第一NMOS管和第二N
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：所述第三PMOS管柵極和第四PMOS管柵極連接有第二二級(jí)管，第二二極管的負(fù)極連接于電源電壓，第三NMOS管柵極和第四NMOS管柵極連接有第三二極管，第三二極管的正極接地，第二二極管和第三二極管之間串聯(lián)有第五電阻，第五電阻輸入端連接于第三PMOS管柵極和第四PMOS管柵極，第五電阻輸出端連接于第三NMOS管柵極和第四NMOS管柵極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：所述電感線圈輸出端連接有第九電阻，第九電阻和MCU電路（52）之間串聯(lián)有第五電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：所述第二二極管并聯(lián)有第三電容，第三二極管并聯(lián)有第四電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：所述第五NMOS管源極連接有接地的第十一電阻，差分放大電路（5）包括連接于第五NMOS管源極的第六電阻、負(fù)輸入端連接于第六電阻的第二比較器、連接于第二比較器正輸入端且連接于基準(zhǔn)電壓的第七電阻、并聯(lián)于第二比較器負(fù)輸入端和輸出端的第八電阻，補(bǔ)償電流Is、采樣電壓Vcs和輸出電壓Vout三者之間的關(guān)系式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：所述第一比較器輸出端處連接有和電源電壓相連接的第四電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：所述第一比較器正輸入端連接有接地的第十電阻，第十電阻并聯(lián)有第二電容，第一比較器正輸入端連接有和基準(zhǔn)電壓相連的第三電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種CMOS磁通門傳感器，其特征在于：所述第一比較器負(fù)輸入端連接有接地的第二電阻和第一電容，第一比較器負(fù)輸入端連接有和第五NMOS管源極相連接的第一電阻。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種cmos磁通門傳感器，其特征在于：包括依據(jù)待測(cè)電流通過的電纜所產(chǎn)生的的磁場(chǎng)以產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)以使得磁通量趨向?yàn)榱愕碾姼芯€圈，電感線圈兩端一一對(duì)應(yīng)連接有將電壓放大的驅(qū)動(dòng)管（2）和將調(diào)換后電壓傳輸至驅(qū)動(dòng)管（2）的傳輸管（3），驅(qū)動(dòng)管（2）連接有第五nmos管，第五nmos管源極連接有差分放大電路（5）和能使得第五nmos管關(guān)斷的第一比較器，差分放大電路（5）連接有將放大后的電壓采樣量化并進(jìn)行電壓輸出的mcu電路（52），驅(qū)動(dòng)管（2）、傳輸管（3）和第五nmos管各自的源極和漏極之間均并聯(lián)有供反向電流通過的第一二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種cmos磁通門傳感器，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)管（2）包括和電感線圈相串聯(lián)的一組上驅(qū)動(dòng)分管（55）以及和電感線圈相并聯(lián)的一組下驅(qū)動(dòng)分管（56），傳輸管（3）包括和上驅(qū)動(dòng)分管（55）連接的上傳輸分管（57）以及和下驅(qū)動(dòng)分管（56）連接的下傳輸分管（58）。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種cmos磁通門傳感器，其特征在于：所述上驅(qū)動(dòng)分管（55）包括第一pmos管和第二pmos管，下驅(qū)動(dòng)分管（56）包括第一nmos管和第二nmos管，第二pmos管的源極連接于電源電壓且漏極連接于電感線圈輸入端，第一nmos管的漏極連接于電感線圈輸出端且源極連接于第五nmos管漏極，第一pmos管源極連接于第二pmos管源極且漏極連接于電感線圈輸出端，第二nmos管漏極連接于電感線圈輸入端且源極連接于第五nmos管漏極；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種cmos磁通門傳感器，其特征在于：所述第三pmos管柵極和第四pmos管柵極連接有第二二級(jí)管，第二二極管的負(fù)極連接于電...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：唐路平，鐘政，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江巨磁智能技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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