CN104374995A - 一种220vac负载电流检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种220VAC负载电流检测电路，它涉及负载工作电流检测技术领域。它包括采样电路、信号放大电路、有源整流电路、采样模数转换电路和电源电路，采样电路接信号放大电路，信号放大电路接有源整流电路，有源整流电路接采样模数转换电路，信号放大电路、有源整流电路均与电源电路连接。本发明可靠性高，检测精度高，稳定度高，体积小，漂移低，采样精度高。

Description

一种220VAC负载电流检测电路

技术领域

 本发明涉及的是负载工作电流检测技术领域，具体涉及一种220VAC负载电流检测电路。

背景技术

目前采用的220VAC负载电流检测电路主要包括隔离电流互感器、隔离电压互感器、整流电路和模数转换电路，参照图1，由电流互感器T2把负载侧的大电流信号转换为次级的小电流信号，并经过隔离，再由运放U6放大后输出，此类电路存在着一定的设计缺陷：电路采用的互感器体积大，在紧凑型电路板上无法使用，且会引起互感器磁饱和，输出失真，采样精度较低，基于此，设计一种220VAC负载电流检测电路还是很有必要的。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种220VAC负载电流检测电路，结构简单，设计合理，可靠性高，检测精度高，稳定度高，体积小，漂移低，采样精度高。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种220VAC负载电流检测电路，包括采样电路、信号放大电路、有源整流电路、采样模数转换电路和电源电路，采样电路接信号放大电路，信号放大电路接有源整流电路，有源整流电路接采样模数转换电路，信号放大电路、有源整流电路均与电源电路连接。

作为优选，所述的采样电路包括第一电阻，信号放大电路包括差分放大器，第一电阻的一端接差分放大器的2脚，第一电阻的另一端接差分放大器的3脚，差分放大器的4脚、5脚、7脚分别接第二电容、第四电阻、第一电容至模拟地端，差分放大器的5脚、8脚分别接第三电阻、第二电阻至差分放大器的6脚；所述的有源整流电路包括运算放大器，运算放大器的2脚接差分放大器的6脚，运算放大器的2脚接第一二极管至运算放大器的1脚，运算放大器的1脚依次接第二二极管、第五电阻至运算放大器的2脚，第二二极管与第五电阻之间的节点接第六电阻至采样模数转换电路，第六电阻的一端接第四电容、第七电阻至模拟地端，运算放大器的3脚、8脚分别接第九电阻、第三电容至模拟地端。

作为优选，所述的电源电路包括隔离开关电源，隔离开关电源的6脚接差分放大器的7脚、运算放大器的8脚，隔离开关电源的4脚接差分放大器的4脚。

作为优选，所述的第一电阻采用高精度采样电阻，当负载工作时，电流经过第一电阻，由于第一电阻只有0.05欧姆/5W，会产生微小压降。

本发明的有益效果：整个电路浮在220VAC火线上工作，通过隔离器件传送到低压侧，省去了电流互感器等大体积，低精度器件，使检测电路直接检测220VAC火线上的参数，可靠性高，精度高，稳定度高，漂移低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

    图1为现有技术的电路图；

    图2为本发明的结构框图；

图3为本发明采样电路的电路图；

图4为本发明信号放大电路的电路图；

图5为本发明有源整流电路的电路图；

图6为本发明电源电路的电路图。

  

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-6，本具体实施方式采用以下技术方案：一种220VAC负载电流检测电路，包括采样电路1、信号放大电路2、有源整流电路3、采样模数转换电路4和电源电路5，采样电路1接信号放大电路2，信号放大电路2接有源整流电路3，有源整流电路3接采样模数转换电路4，信号放大电路2、有源整流电路3均与电源电路5连接。

值得注意的是，所述的采样电路1包括第一电阻R1，信号放大电路2包括差分放大器IC11，第一电阻R1的一端接差分放大器IC11的2脚，第一电阻R1的另一端接差分放大器IC11的3脚，差分放大器IC11的4脚、5脚、7脚分别接第二电容C2、第四电阻R4、第一电容C1至模拟地端AGND，差分放大器IC11的5脚、8脚分别接第三电阻R3、第二电阻R2至差分放大器IC11的6脚；所述的第一电阻R1采用高精度采样电阻，当负载工作时，电流经过第一电阻R1，由于第一电阻R1只有0.05欧姆/5W，会产生微小压降，此压降输入差分放大器。

值得注意的是，所述的有源整流电路3包括运算放大器IC37A，运算放大器IC37A的2脚接差分放大器IC11的6脚，运算放大器IC37A的2脚接第一二极管D1至运算放大器IC37A的1脚，运算放大器IC37A的1脚依次接第二二极管D2、第五电阻R5至运算放大器IC37A的2脚，第二二极管D2与第五电阻R5之间的节点接第六电阻R6至采样模数转换电路4，第六电阻R6的一端接第四电容C4、第七电阻R7至模拟地端AGND，运算放大器IC37A的3脚、8脚分别接第九电阻R9、第三电容C3至模拟地端AGND。

此外，所述的电源电路5包括隔离开关电源IC5，隔离开关电源IC5的6脚接差分放大器IC11的7脚、运算放大器IC37A的8脚，隔离开关电源IC5的4脚接差分放大器IC11的4脚，隔离开关电源IC5的输出侧浮在220VAC上，地线于220VAC的火线。

本具体实施方式电流经过第一电阻R1产生微小的电压差信号，经过差分放大器IC11放大后输出到有源整流电路3，整流后由采样模数转换电路4得到电流值：

1、当负载工作时，电流经过第一电阻R1，由于第一电阻R1只有0.05欧姆/5W，会产生微小压降；

  2、第一电阻R1产生的压降将会通过差分放大器IC11进行差分放大；

    3、经差分放大器IC11放大后的信号为单端信号，输出到运算放大器IC37A进行整流；

4、运算放大器IC37A整流后，由单片机的AD或者单独的AD进行数模转换，得到精确数值；

5、整个电路的工作电压由隔离开关电源IC5供电，并且隔离输出后的电源地线直接和220VAC的火线相连，以提供统一的参考地。

本具体实施方式直接采样220VAC侧信号和数据，免去了体积巨大的电流或电压互感器，经过实际验证，并取得了良好的效果，反应灵敏，工作稳定，漂移极小, 采样精度高，具有广泛的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种220VAC负载电流检测电路，其特征在于，包括采样电路(1)、信号放大电路(2)、有源整流电路(3)、采样模数转换电路(4)和电源电路(5)，采样电路(1)接信号放大电路(2)，信号放大电路(2)接有源整流电路(3)，有源整流电路(3)接采样模数转换电路(4)，信号放大电路(2)、有源整流电路(3)均与电源电路(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种220VAC负载电流检测电路，其特征在于，所述的采样电路(1)包括第一电阻(R1)，信号放大电路(2)包括差分放大器(IC11)，第一电阻(R1)的一端接差分放大器(IC11)的2脚，第一电阻(R1)的另一端接差分放大器(IC11)的3脚，差分放大器(IC11)的4脚、5脚、7脚分别接第二电容(C2)、第四电阻(R4)、第一电容(C1)至模拟地端(AGND)，差分放大器(IC11)的5脚、8脚分别接第三电阻(R3)、第二电阻(R2)至差分放大器(IC11)的6脚。

3.根据权利要求1所述的一种220VAC负载电流检测电路，其特征在于，所述的有源整流电路(3)包括运算放大器(IC37A)，运算放大器(IC37A)的2脚接差分放大器(IC11)的6脚，运算放大器(IC37A)的2脚接第一二极管(D1)至运算放大器(IC37A)的1脚，运算放大器(IC37A)的1脚依次接第二二极管(D2)、第五电阻(R5)至运算放大器(IC37A)的2脚，第二二极管(D2)与第五电阻(R5)之间的节点接第六电阻(R6)至采样模数转换电路(4)，第六电阻(R6)的一端接第四电容(C4)、第七电阻(R7)至模拟地端(AGND)，运算放大器(IC37A)的3脚、8脚分别接第九电阻(R9)、第三电容(C3)至模拟地端(AGND)。

4.根据权利要求1所述的一种220VAC负载电流检测电路，其特征在于，所述的电源电路(5)包括隔离开关电源(IC5)，隔离开关电源(IC5)的6脚接差分放大器(IC11)的7脚、运算放大器(IC37A)的8脚，隔离开关电源(IC5)的4脚接差分放大器(IC11)的4脚。

5.根据权利要求1所述的一种220VAC负载电流检测电路，其特征在于，当负载工作时，电流经过第一电阻(R1)产生微小的电压差信号，压降通过差分放大器(IC11)进行差分放大，放大后的信号为单端信号，输出到运算放大器(IC37A)进行整流，整流后由采样模数转换电路(4)得到电流值。