一种监测负电压的高精度电流检测放大器的制作方法

本发明涉及电流检测放大器领域，具体涉及一种监测负电压的高精度电流检测放大器。

背景技术：

1、电流检测放大器是一种用于测量和放大电流信号的电子设备。它通常用于测量电路中的电流，监控电子设备的功耗，或者用于实现电流反馈控制等应用。电流检测放大器通常包含一个电流传感器或者电流检测器，用于感知电路中的电流变化。这些传感器可以是电阻式、电感式、霍尔效应式等不同类型。传感器将检测到的电流信号转换为电压信号，然后通过放大器放大这个电压信号，以便于后续处理和分析。电流检测放大器通常具有高输入阻抗、低输出阻抗、高精度和高带宽等特点，以确保准确地测量和放大电流信号。它们可以是单通道或多通道的，可以提供不同的增益和滤波功能，以适应不同的应用需求。在工业控制、电力系统、电动车辆、电子设备等领域，电流检测放大器广泛应用，为电路监测和控制提供了重要的支持。

2、传统的电流检测放大器对所监测的负载电源(输入共模电压)电压范围存在一定的限制，在最理想的情况下也不能超越工作电压范围：零伏<输入共模电压<工作电压。但是在一些特殊的应用场合中，比如负载电源电压要求低于零伏时，传统的电流检测放大器将无法正常工作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种监测负电压的高精度电流检测放大器，旨在改善传统的电流检测放大器无法对负载电源电压要求低于零伏时进行监测的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种监测负电压的高精度电流检测放大器，包括电流检测放大模块和负电压检测模块，

4、所述负电压检测模块包括比较器101和电阻r21、电阻r22、电阻r31、电阻r32；所述电阻r21和电阻r31的一端均与电流检测放大模块的同向输入端电性连接，所述电阻r22和电阻r32的一端均与电流检测放大模块的反向输入端电性连接；所述电阻r21和电阻r22的另一端均与比较器101的反向输入端电性连接，所述电阻r31和电阻r32的另一端均与比较器101的输出端电性连接。

5、进一步的，所述比较器101包括mos管p0、mos管p1、mos管p2、mos管p3、mos管p4、mos管p5、mos管p6、mos管p7、mos管p8、mos管p9、mos管n1、mos管n2、mos管n3、mos管n4、三级管q1、三极管q2、三极管q3、电阻r0、电阻r1、电阻r2、电阻r3、和电容c1；

6、所述mos管p3的源极、mos管p3的衬底、mos管p6的源极、mos管p6的衬底、三极管q2的集电极、mos管p8的源极、mos管n4的栅极以及mos管p0、mos管p1、mos管p2的衬底均与外部电源电性连接；

7、所述mos管p3的漏极与mos管p2的源极电性连接，所述mos管p3的栅极与mos管p6的栅极电性连接；所述mos管p2的栅极与mos管p5的栅极电性连接；所述mos管p2的漏极与电阻r0和电阻r1的一端电性连接，所述电阻r0和电阻r1的另一端分别与mos管p0和mos管p1的源极电性连接，所述mos管p1的栅极作为反向输入端与电阻r21和电阻r22的另一端电性连接；所述mos管p0的漏极与mos管n2的漏极、栅极和mos管n1的栅极电性连接，所述mos管p1的漏极与mos管n1的漏极、mos管n3的栅极和电容c1的一端电性连接；

8、所述mos管p6的漏极与mos管p5的源极电性连接，所述mos管p5的漏极与三极管q2的基极和三极管q1的集电极以及基极电性连接，所述三极管q1的发射极与电阻r2的一端和mos管p4的源极电性连接，所述电阻r2的另一端与电容c1的另一端电性连接；所述mos管p4的栅极和漏极均与mos管n3的漏极和mos管p7的栅极电性连接；

9、所述三极管q2的发射极与mos管p8的栅极、mos管n4的源极和mos管p7的源极电性连接；

10、所述mos管p8的漏极与mos管p9的漏极电性连接，所述mos管p9的栅极与电阻r3的一端和mos管n4的漏极电性连接，所述mos管p9的源极与三极管q3的集电极和基极电性连接，并作为输出端与电阻r31和电阻r32的另一端电性连接，所述三极管q3的发射极与电阻r3的另一端电性连接；

11、所述mos管n1的源极、mos管n2的源极、mos管n3的源极和mos管p7的漏极均接地。

12、进一步的，所述电流检测放大模块包括误差放大器100、mos管n0和电阻r11、电阻r12、电阻rg；

13、所述误差放大器100的同向输入端与mos管n0的漏极和电阻r31、电阻r21、电阻r11的一端电性连接，所述误差放大器100的反向输入端与电阻r32、电阻r22、电阻r12的一端电性连接，所述电阻r11和电阻r12的另一端作为输入端与外部被检测模块电性连接；所述误差放大器100的输出端与mos管n0的栅极电性连接，所述mos管n0的源极与电阻rg的一端电性连接，并输出vout；所述电阻rg的另一端接地。

14、进一步的，所述mos管p0、mos管p1、mos管p2、mos管p3、mos管p4、mos管p5、mos管p6、mos管p7、mos管p8和mos管p9均为pmos管。

15、进一步的，所述mos管n1、mos管n2、mos管n3和mos管n4均为nmos管。

16、进一步的，所述mos管p2和mos管p3的栅极均与外部偏置电压输出端电性连接。

17、进一步的，所述电阻rg与电阻r11的比值为1:50。

18、采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：

19、本方案中，当被监测的负载电源电压in1-vrs＜vref＝1.6v时，比较器101打开，vcm2经过电阻r31和电阻r32有电流流出，通过电阻r21和电阻r22反馈回比较器101中，最终迫使vcm1＝vref＝1.6v，负电压检测模块功能开启。保证当负载电源电压in1在-2v到1.6v之间时，电流检测放大模块增益gain＝49.82～50.18，精度-0.36％～0.36％，适用于监测负载电源为负电压的应用中。

技术特征：

1.一种监测负电压的高精度电流检测放大器，其特征在于，包括电流检测放大模块和负电压检测模块，

2.根据权利要求1所述的监测负电压的高精度电流检测放大器，其特征在于：所述比较器101包括mos管p0、mos管p1、mos管p2、mos管p3、mos管p4、mos管p5、mos管p6、mos管p7、mos管p8、mos管p9、mos管n1、mos管n2、mos管n3、mos管n4、三级管q1、三极管q2、三极管q3、电阻r0、电阻r1、电阻r2、电阻r3、和电容c1；

3.根据权利要求1所述的监测负电压的高精度电流检测放大器，其特征在于：所述电流检测放大模块包括误差放大器100、mos管n0和电阻r11、电阻r12、电阻rg；

4.根据权利要求2所述的监测负电压的高精度电流检测放大器，其特征在于：所述mos管p0、mos管p1、mos管p2、mos管p3、mos管p4、mos管p5、mos管p6、mos管p7、mos管p8和mos管p9均为pmos管。

5.根据权利要求2所述的监测负电压的高精度电流检测放大器，其特征在于：所述mos管n1、mos管n2、mos管n3和mos管n4均为nmos管。

6.根据权利要求2所述的监测负电压的高精度电流检测放大器，其特征在于：所述mos管p2和mos管p3的栅极均与外部偏置电压输出端电性连接。

7.根据权利要求3所述的监测负电压的高精度电流检测放大器，其特征在于：所述电阻rg与电阻r11的比值为1:50。

技术总结本发明涉及电流检测放大器领域，具体涉及一种监测负电压的高精度电流检测放大器，包括电流检测放大模块和负电压检测模块，负电压检测模块包括比较器101和电阻R21、电阻R22、电阻R31、电阻R32；电阻R21和电阻R31的一端均与电流检测放大模块的同向输入端电性连接，电阻R22和电阻R32的一端均与电流检测放大模块的反向输入端电性连接；电阻R21和电阻R22的另一端均与比较器101的反向输入端电性连接，电阻R31和电阻R32的另一端均与比较器101的输出端电性连接，电压IN1在‑2V到1.6V时，增益Gain＝49.82～50.18，适用于监测负载电源为负电压的应用。技术研发人员：蔡文前,杨瑞聪,高耿辉受保护的技术使用者：厦门元顺微电子技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29