CN104485632A - 基于嵌入式领域的电流采样电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于嵌入式领域的电流采样电路，包括电阻R1-R5、电流监控器A、运算放大器A1、A2、开关S、电容C1-C3，所述电阻R1连接电流监控器A的同向输入端；所述电流监控器A的输出端依次连接电阻R3、电阻R4和运算放大器A1的同向输入端；所述运算放大器A1的反向输入端和运算放大器A1的输出端连接，运算放大器A1的输出端还依次连接电阻R5、开关S和信号输出端；所述运算放大器A2的同向输入端和反向输入端连接在电阻R5的两端，运算放大器A2的输出端连接开关S。本发明通过上述原理，能够随时准确进行电流采样，不易受其它信号干扰，且具有过流保护作用，避免较大的电流导致功率器件和电动机的损坏，保证使用者的安全。

Description

基于嵌入式领域的电流采样电路

技术领域

本发明涉及采样电路，具体涉及基于嵌入式领域的电流采样电路。

背景技术

　赛车刹车系统是赛车系统上具有相对独立功能的子系统，其作用是承受赛车的静态重量、动态冲击载荷以及吸收赛车刹车时的动能，实现赛车的制动与控制。其性能的好坏直接影响到赛车的快速反应、安全制动和生存能力，进而影响赛车的整体性能。赛车刹车控制器是由防滑控制器和电机驱动控制器组成。两个控制器都是以DSP芯片为核心。防滑控制器主要是以滑移率为控制对象，输出给定的刹车压力，以DSP芯片为CPU。由于赛车的特殊性，如何准确的随时监测电流的变化情况，避免电流过大引起较大的发热甚至损害其他电子元件的正常工作，特别是对功率器件MOSFET和电动机的损坏，使系统正常工作，保证人身的安全显得十分重要。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供基于嵌入式领域的电流采样电路，能够随时准确进行电流采样，不易受其它信号干扰，且具有过流保护作用，避免较大的电流导致功率器件和电动机的损坏，保证使用者的安全。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：基于嵌入式领域的电流采样电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电流监控器A、运算放大器A1、运算放大器A2、开关S、电容C1、电容C2和电容C3，所述电阻R1一端连接信号输入端，另一端连接电流监控器A的同向输入端；所述电阻R2一端接地，另一端连接电流监控器A的反向输入端；所述电流监控器A的同向输入端和反向输入端之间还连接电容C1，电流监控器A的输出端依次连接电阻R3、电阻R4和运算放大器A1的同向输入端，在电流监控器A上连接5V电源；所述运算放大器A1的反向输入端和运算放大器A1的输出端连接，运算放大器A1的输出端还依次连接电阻R5、开关S和信号输出端，运算放大器A1的同向输入端还连接下拉电容C3，在运算放大器A1上连接3V电源；所述运算放大器A2的的同向输入端和反向输入端连接在电阻R5的两端，运算放大器A2的输出端连接开关S。赛车刹车系统中电动机的电流通过功率驱动电路上的两个并联电阻将电流信号转换为电压信号，然后经过该电路的信号输入端流入电流监控器A，用于随时监控电路中电流的大小是否超过安全值，然后通过OPA2344运算放大器A1构成的二阶有源滤波器滤波，然后将信号输出给电阻R5，最后清晰的信号通过信号输出端输出。其中的电容C1和电阻R2组成的滤波电路滤除掉流入电压信号中的干扰信号，电阻R3和电容C2组成RC低通滤波电路，成为二阶有源滤波器的第一次滤波，而电阻R4和电容C3组成的RC低通滤波则成为二阶有源滤波器的第二次滤波。当电流监控器A监测到电路中电流的大小已经超过安全值，该信号经过二阶有源滤波器滤波后经过电阻R5时，电阻R5两端的压降升高，运算放大器A2的输出端则会输出高电平是开关S断开，避免较高的电流传给其它电子元件，实现过流保护作用，避免较大的电流导致功率器件和电动机的损坏，保证使用者的安全。

所述电流监控器A的5V电源端还连接下拉电容C4。滤除掉提供电源中的纹波，保证供电的稳定。

所述运算放大器A1的3V电源端还连接下拉电容C5。滤除掉提供电源中的纹波，保证供电的稳定。

所述电阻R1和电阻R2的阻值相等。避免其它信号的干扰。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、        电流监控器的设置，能够随时监控电路中电流的大小是否超过安全值，当超过安全值时，运算放大器A2可以使开关S断开，避免较大的电流经过信号输出端流出，而烧坏其它电子元件，实现过流保护，功率器件和电动机的使用更安全，降低了使用者的安全隐患。

2、        该电路在信号输入端设置高通滤波电路，在电流控制器输出端设置二阶有源滤波器，避免其它信号的干扰，测试结果更准确。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述，本发明的实施例不限于此。

实施例1：

如图1所示，本发明包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电流监控器A、运算放大器A1、运算放大器A2、开关S、电容C1、电容C2和电容C3，所述电阻R1一端连接信号输入端，另一端连接电流监控器A的同向输入端；所述电阻R2一端接地，另一端连接电流监控器A的反向输入端；所述电流监控器A的同向输入端和反向输入端之间还连接电容C1，电流监控器A的输出端依次连接电阻R3、电阻R4和运算放大器A1的同向输入端，在电流监控器A上连接5V电源；所述运算放大器A1的反向输入端和运算放大器A1的输出端连接，运算放大器A1的输出端还依次连接电阻R5、开关S和信号输出端，运算放大器A1的同向输入端还连接下拉电容C3，在运算放大器A1上连接3V电源；所述运算放大器A2的的同向输入端和反向输入端连接在电阻R5的两端，运算放大器A2的输出端连接开关S。

赛车刹车系统中电动机的电流通过功率驱动电路上的两个并联电阻将电流信号转换为电压信号，然后经过该电路的信号输入端流入电流监控器A，用于随时监控电路中电流的大小是否超过安全值，然后通过OPA2344运算放大器A1构成的二阶有源滤波器滤波，然后将信号输出给电阻R5，最后清晰的信号通过信号输出端输出。其中的电容C1和电阻R2组成的滤波电路滤除掉流入电压信号中的干扰信号，电阻R3和电容C2组成RC低通滤波电路，成为二阶有源滤波器的第一次滤波，而电阻R4和电容C3组成的RC低通滤波则成为二阶有源滤波器的第二次滤波。当电流监控器A监测到电路中电流的大小已经超过安全值，该信号经过二阶有源滤波器滤波后经过电阻R5时，电阻R5两端的压降升高，运算放大器A2的输出端则会输出高电平是开关S断开，避免较高的电流传给其它电子元件，实现过流保护作用，避免较大的电流导致功率器件和电动机的损坏，保证使用者的安全。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上优选如下：电流监控器A的5V电源端还连接下拉电容C4。

所述运算放大器A1的3V电源端还连接下拉电容C5。滤除掉提供电源中的纹波，保证供电的稳定。

所述电阻R1和电阻R2的阻值相等。避免其它信号的干扰。

如上所述便可实现该发明。

Claims (4)

1.基于嵌入式领域的电流采样电路，其特征在于：包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电流监控器A、运算放大器A1、运算放大器A2、开关S、电容C1、电容C2和电容C3，所述电阻R1一端连接信号输入端，另一端连接电流监控器A的同向输入端；所述电阻R2一端接地，另一端连接电流监控器A的反向输入端；所述电流监控器A的同向输入端和反向输入端之间还连接电容C1，电流监控器A的输出端依次连接电阻R3、电阻R4和运算放大器A1的同向输入端，在电流监控器A上连接5V电源；所述运算放大器A1的反向输入端和运算放大器A1的输出端连接，运算放大器A1的输出端还依次连接电阻R5、开关S和信号输出端，运算放大器A1的同向输入端还连接下拉电容C3，在运算放大器A1上连接3V电源；所述运算放大器A2的的同向输入端和反向输入端连接在电阻R5的两端，运算放大器A2的输出端连接开关S。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式领域的电流采样电路，其特征在于：所述电流监控器A的5V电源端还连接下拉电容C4。

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式领域的电流采样电路，其特征在于：所述运算放大器A1的3V电源端还连接下拉电容C5。

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式领域的电流采样电路，其特征在于：所述电阻R1和电阻R2的阻值相等。