專利名稱：用于測(cè)量、限制及接通負(fù)載電流的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量、限制和4妄通在負(fù)載處的負(fù)載電流的 電路。
背景技術(shù)：
這種電路應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中應(yīng)該測(cè)量在負(fù)載處的 短^各電流或過(guò)電流并且應(yīng)該限制負(fù)載電流，而同時(shí)應(yīng)該可以通過(guò)例如來(lái)自控制器的二進(jìn)制(binary)信號(hào)無(wú)電流地接通負(fù)載。已知這種電路例如通過(guò)光耦合器達(dá)到上述目的，其中在此精確 性^艮低并且測(cè)量的散射范圍(Streubereich)比較高。此夕卜，在此不 可能同時(shí)切斷l(xiāng)俞出驅(qū)動(dòng)器(Ausgangstreiber)(負(fù)載)，通過(guò)切斷參 考電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)切斷輸出驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明的目的在于，這樣改進(jìn)上述電路，即以較低的散射實(shí)現(xiàn) 高并青確性的電流測(cè)量。該目的通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求i的特征的電路而實(shí)現(xiàn)。通過(guò)連*接在第 一供電線路與負(fù)載之間的電流反射4竟以簡(jiǎn)單的方式產(chǎn)生測(cè) 量電流，該測(cè)量電流通過(guò)測(cè)量電阻傳導(dǎo)，并且該測(cè)量電流在該測(cè)量 電阻處產(chǎn)生用于評(píng)估的測(cè)量電壓。開(kāi)關(guān)晶體管(在該開(kāi)關(guān)晶體管處可以通過(guò)電阻施加開(kāi)關(guān)電壓)用于無(wú)電;^ul也4妻通負(fù)載。at匕夕卜，利用 該開(kāi)關(guān)晶體管和另一晶體管由此實(shí)現(xiàn)限制負(fù)載電流，即在提高的負(fù) 載電流時(shí)，利用另 一 晶體管降低該開(kāi)關(guān)晶體管的控制電極處的電 壓，直至調(diào)整至處于可確定的電流^1的平衡狀態(tài)。參照?qǐng)D1中示出 的具體實(shí)施例來(lái)i兌明詳細(xì)的工作原理。過(guò)電流限制與工作電壓無(wú)關(guān)，并且可以容易地適配于其它情況 或比例(Verhaeltnisse )，例如4交高的電流。電流4直的$#出是線性和 單極的。可以容易調(diào)整并可以任意選擇用于限制的閾值。此外，可 以線性測(cè)量負(fù)載電流直至^f吏用電流限制?？梢圆蝗Q于4吏用電流限 制在任何時(shí)間切斷負(fù)載電流。因?yàn)檫@種解決方案未4吏用特殊元件， 所以其是物美價(jià)廉的。在該i殳計(jì)方案的一個(gè)優(yōu)選形式中，在第二供電線^各與該負(fù)載之 間使用了與所描述的布置互補(bǔ)的布置。以這種方式獲得雙極電路， 當(dāng)以正電位和負(fù)電位交替控制負(fù)載電阻時(shí)，雙極電路是必須的。隨 后，例如對(duì)正支路設(shè)置了與根據(jù)權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)并且 對(duì)負(fù)支路設(shè)置了根據(jù)權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)。由此可以不僅單極地而且 雙才及地4吏用才艮據(jù)本發(fā)明的解決方案。


下面參照附圖中示出的具體實(shí)施例進(jìn)一 步描述和說(shuō)明本發(fā)明。 示出了圖1是在單極結(jié)構(gòu)中的根據(jù)本發(fā)明的電路，以及 圖2是在雙極結(jié)構(gòu)中的根據(jù)本發(fā)明的電路。
具體實(shí)施方式
圖1示出了用于測(cè)量、限制和接通負(fù)載RL的單極電路。根據(jù)本發(fā)明-使負(fù)載電流^通過(guò)雙晶體管V2的一個(gè)晶體管和電阻Rl傳 導(dǎo)。如果接通晶體管V1 (也就是，柵極相對(duì)于源極是正的，或V開(kāi) ,關(guān)是如此高，即在R4和R5的連接點(diǎn)上施加了相應(yīng)的電位)，那么 該雙晶體管作為電流反射鏡以下面的反射關(guān)系(Spiegelverhaeltnis )起作用IM/IL=R1/R2在R3處可以測(cè)量與測(cè)量電流成比例的電壓。由此通過(guò)電阻R1 至R3可以精確地調(diào)整到所期望的關(guān)系或比例。如果負(fù)載電流升高，那么通過(guò)R1的壓降4是高。由此電流可以 通過(guò)晶體管V3的基極-發(fā)射極-區(qū)段流動(dòng)。該電流流動(dòng)引起從集電極 至發(fā)射極的電流進(jìn)而引起在VI的柵極處電壓的降低，直至在隨后 的電流中調(diào)整到平#f狀態(tài)Il=Vbe-v3/R1在此，Vbe—v3是在晶體管V3的基極與發(fā)射極之間的電壓。由 此可以基于所使用元件的所述數(shù)值散射(Wertestreuung )非常準(zhǔn)確 地調(diào)整通過(guò)負(fù)載電阻的電流。圖2示出了用于測(cè)量、限制和接通負(fù)栽R^的雙極電路。當(dāng)以 正電位和負(fù)電位交替控制負(fù)載電阻時(shí)，這種雙極電路是必須的。在 這種情況下，在負(fù)載Rt與第二供電線路L2之間使用了與圖1中示 出的電i 各互補(bǔ)的電3各。以在圖1時(shí)所述的相類似的方式來(lái)進(jìn)4亍互補(bǔ) 部分的計(jì)算。概括地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量、限制和接通在負(fù)載處的 負(fù)載電流的電路。為了實(shí)現(xiàn)這種具有高精確性的電流測(cè)量并具有較 低散射的電路，本發(fā)明提出了，通過(guò)連接在第一供電線路與負(fù)載之 間的電流反射鏡產(chǎn)生測(cè)量電流，該測(cè)量電流通過(guò)測(cè)量電阻傳導(dǎo)，并 且該測(cè)量電流在該測(cè)量電阻處產(chǎn)生用于評(píng)估的測(cè)量電壓。開(kāi)關(guān)晶體 管(在該開(kāi)關(guān)晶體管處可以通過(guò)電阻施加開(kāi)關(guān)電壓)用于無(wú)電流地 接通負(fù)載。此外，利用該開(kāi)關(guān)晶體管和另一晶體管由此實(shí)現(xiàn)限制負(fù) 載電流，即在已提高負(fù)載電流時(shí)，利用另一晶體管降低該開(kāi)關(guān)晶體 管的控制電極處的電壓，直至調(diào)整至在處于可確定的電流值時(shí)的平 衡狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種電路，用于測(cè)量、限制和接通在負(fù)載(RL)處的負(fù)載電流(IL)，在所述電路中，在第一供電線路(L1)與所述負(fù)載(RL)之間使用了具有雙晶體管(V2)的電流反射鏡(SP)，利用開(kāi)關(guān)晶體管(V1)可以控制所述雙晶體管，其中，所述電流反射鏡(SP)具有第一電阻(R1)和第二電阻(R2)，所述第一、第二電阻根據(jù)關(guān)系式IM/IL＝R1/R2產(chǎn)生反射的測(cè)量電流(IM)，其中，在連接于所述雙晶體管(V2)與所述負(fù)載(RL)的第二供電線路(L2)之間的測(cè)量電阻(R3)處，產(chǎn)生與所述測(cè)量電流(IM)成比例的測(cè)量電壓的降低，其中所述開(kāi)關(guān)晶體管(V1)的控制電極通過(guò)第四電阻(R4)和與該第四電阻并聯(lián)的晶體管(V3)來(lái)與所述第一供電線路(L1)連接，其中，可以在第五電阻(R5)上施加開(kāi)關(guān)電壓(V開(kāi)/關(guān))，所述第五電阻同樣與所述開(kāi)關(guān)晶體管(V1)的所述控制電極連接，以及，其中所述晶體管(V3)的控制電極連接在所述第一電阻(R1)與所述雙晶體管(V2)的連接線上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中，在所述第二供電線路(L2) 與所述負(fù)載(RL)之間使用與所述布置互補(bǔ)的布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量、限制和接通在負(fù)載處的負(fù)載電流的電路。為了實(shí)現(xiàn)這種具有高精確性的電流測(cè)量并具有較低散射的電路，本發(fā)明提出，通過(guò)連接在第一供電線路與負(fù)載之間的電流反射鏡產(chǎn)生測(cè)量電流，該測(cè)量電流通過(guò)測(cè)量電阻傳導(dǎo)，并且該測(cè)量電流在該測(cè)量電阻處產(chǎn)生用于評(píng)估的測(cè)量電壓。開(kāi)關(guān)晶體管(在該開(kāi)關(guān)晶體管處可以通過(guò)電阻施加開(kāi)關(guān)電壓)用于無(wú)電流地接通負(fù)載。此外，利用該開(kāi)關(guān)晶體管和另一晶體管由此實(shí)現(xiàn)限制負(fù)載電流，即在已提高的負(fù)載電流時(shí)，利用該另一晶體管降低該開(kāi)關(guān)晶體管的控制電極處的電壓，直至調(diào)整至處于可確定的電流值的平衡狀態(tài)。
文檔編號(hào)G01R19/00GK101290331SQ200810090468
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月16日
發(fā)明者迪特馬·施瓦貝 申請(qǐng)人:西門子公司