CN110286259A - 一种电流峰值检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流峰值检测电路,包括电流互感模块、采样电阻、中点偏置模块、全摆幅跟随隔离模块和微控制单元模块,电流互感模块通过交流电源相线连接采样电阻的管脚两端,中点偏置模块连接于直流电源的正负极两端,全摆幅跟随隔离模块的输入正极电性连接采样电阻的管脚,全摆幅跟随隔离模块的输入负极电性与全摆幅跟随隔离模块的的输出端连接;全摆幅跟随隔离模块的输出端连接微控制单元模块。本发明各级电路间取消电容耦合改用直接耦合,减少信号传输延时和变形;采用中点偏置,使采集的信号可以在单电源供电时,其下半周能被正常传输且符合AD端的输入要求,同时规避了双电源供电的复杂和引入的交越失真。
Description
技术领域
本发明涉及交流电源电流检测,特别涉及一种电流峰值检测电路。
背景技术
交流电源应用场合,常常要检测电流状况,防止短路、断路、漏电等情况的发生,在某些电机控制场合,通过检测电机的电流来确定其负载的大小,并根据该电流来调整电机的运行,以达到自动控制。
参看现有技术的图3,传统电流检测大多采用互感器产生电流、电流电压变换、交流放大整形、AD转换后生产数字信号。其中交流放大整形特有的电路结构会导致电流信号产生交越失真和延时,这极不利于需要准确性和实时性的场合使用。因此,亟需一种易于实现、低成本、准确性高且实时性的电流检测电路方案以应用于电机电流检测中。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种电流峰值检测电路,解决现有技术中因交流放大整形电路引起的电流信号产生交越失真和延时等问题。
为了解决上述技术问题,采用如下技术方案:
一种电流峰值检测电路,包括电流互感模块、采样电阻、中点偏置模块、全摆幅跟随隔离模块和微控制单元模块,所述电流互感模块通过交流电源相线连接所述采样电阻的管脚两端,所述中点偏置模块连接于直流电源的正负极两端,所述全摆幅跟随隔离模块的输入正极电性连接所述采样电阻的管脚,所述全摆幅跟随隔离模块的输入负极电性与所述全摆幅跟随隔离模块的的输出端连接;所述全摆幅跟随隔离模块的输出端连接所述微控制单元模块。
进一步,所述电流互感模块包括电流互感器,电流互感器上设有次级绕组,所述次级绕组的两端管脚电性连接到所述采样电阻的管脚两端。
进一步,所述中点偏置模块上拉电阻和下拉电阻,所述上拉电阻的上管脚电性连接于直流电源的正极,所述上拉电阻的下管脚与电所述下拉电阻的上管脚电性连接,同时所述下拉电阻的上管脚电性连接于所述采样电阻的下管脚,所述下拉电阻的下管脚电性连接于所述直流电源的负极。
进一步,所述上拉电阻的阻值与所述下拉电阻的阻值相等。
进一步,所述全摆幅跟随隔离模块包括全摆幅运放器,所述全摆幅运放器的输入正极电性连接到所述采样电阻的上管脚,所述全摆幅运放器的输入负极电性与所述全摆幅运放器的输出端连接。
进一步,所述微控制单元模块内设有AD转换模块,所述AD转换模块的输入端电性连接于所述全摆幅运放的输出端。
进一步,所述采样电阻两端管脚电性并接有量程变换电路,所述量程变换电路包括光耦继电器和第二采样电阻,所述光耦继电器的上输出端电性连接所述第二采样电阻的下管脚,所述第二采样电阻的上管脚电性并接于所述采样电阻的上管脚,所述光耦继电器的下输出端电性并接于所述采样电阻的下管脚。
进一步,所述采样电阻两端管脚电性并接有限幅电路,所述限幅电路包括两个稳压二极管,将所述两个稳压二极管的两个负极电性相连,所述两个稳压二极管的两个正极电性并接于所述采样电阻的两端管脚上;或者,将所述两个稳压二极管的两个正极电性相连,所述两个稳压二极管的两个负极电性并接于所述采样电阻的两端管脚上。
进一步,所述采样电阻为可变电阻,从而拓展电流检测的量程。
由于采用上述技术方案,具有以下有益效果:
本发明为一种电流峰值检测电路,本发明各级电路间取消电容耦合改用直接耦合,减少信号传输延时和变形;采用中点偏置,使采集的信号可以在单电源供电时,其下半周能被正常传输且符合AD端的输入要求,同时规避了双电源供电的复杂和引入的交越失真;全摆幅跟随隔离可以加强信号的带载能力,减少信号的失真和削波,同时,提高了检测的动态能力,即使电机在启动瞬间的大电流也能被有效检测到。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明中一种电流峰值检测电路的结构示意图;
图2为本发明中一种电流峰值检测电路的模块分布连接示意图;
图3为本发明中背景技术中提及的现有电流检测放大示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面通过附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1至图2所示,一种电流峰值检测电路,包括电流互感模块、采样电阻R0、中点偏置模块、全摆幅跟随隔离模块和微控制单元模块,所述电流互感模块通过交流电源相线连接所述采样电阻R0的管脚两端,所述中点偏置模块连接于直流电源的正负极两端,所述全摆幅跟随隔离模块的输入正极电性连接所述采样电阻R0的管脚,所述全摆幅跟随隔离模块的输入负极电性与所述全摆幅跟随隔离模块的的输出端连接;所述全摆幅跟随隔离模块的输出端连接所述微控制单元模块。
在本实施例中,所述电流互感模块包括电流互感器CT,电流互感器CT上设有次级绕组,所述次级绕组的两端管脚电性连接到所述采样电阻R0的管脚两端。
在本实施例中,所述中点偏置模块上拉电阻R3和下拉电阻R2,所述上拉电阻R3的上管脚电性连接于直流电源的正极VCC,所述上拉电阻R3的下管脚与电所述下拉电阻R2的上管脚电性连接,同时所述下拉电阻R2的上管脚电性连接于所述采样电阻R0的下管脚,所述下拉电阻R2的下管脚电性连接于所述直流电源的负极GND。
在本实施例中,所述上拉电阻R3的阻值与所述下拉电阻R2的阻值相等。
在本实施例中,所述全摆幅跟随隔离模块包括全摆幅运放器IC,所述全摆幅运放器IC的输入正极电性连接到所述采样电阻R0的上管脚,所述全摆幅运放器IC的输入负极电性与所述全摆幅运放器IC的输出端连接。
在本实施例中,所述微控制单元模块内设有AD转换模块,所述AD转换模块的输入端电性连接于所述全摆幅运放的输出端。所述微控制单元模块为MCU。
在本实施例中,所述采样电阻R0两端管脚电性并接有量程变换电路,所述量程变换电路包括光耦继电器UK和第二采样电阻R0,所述光耦继电器UK的上输出端电性连接所述第二采样电阻R1的下管脚,所述第二采样电阻R1的上管脚电性并接于所述采样电阻R0的上管脚,所述光耦继电器UK的下输出端电性并接于所述采样电阻R0的下管脚。
在本实施例中,所述采样电阻R0两端管脚电性并接有限幅电路,所述限幅电路包括两个稳压二极管,将所述两个稳压二极管D1和D2的两个负极电性相连,所述两个稳压二极管D1和D2的两个正极电性并接于所述采样电阻R0的两端管脚上;或者,将所述两个稳压二极管D1和D2的两个正极电性相连,所述两个稳压二极管D1和D2的两个负极电性并接于所述采样电阻R0的两端管脚上。
在本实施例中,所述采样电阻R0为可变电阻,从而拓展电流检测的量程。
由上述技术方案可知,本发明至少具有如下优点和积极效果:本发明各级电路间取消电容耦合改用直接耦合,减少信号传输延时和变形;采用中点偏置,使采集的信号可以在单电源供电时,其下半周能被正常传输且符合AD端的输入要求,同时规避了双电源供电的复杂和引入的交越失真;全摆幅跟随隔离可以加强信号的带载能力,减少信号的失真和削波,同时,提高了检测的动态能力,即使电机在启动瞬间的大电流也能被有效检测到。
以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出地简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种电流峰值检测电路,包括电流互感模块、采样电阻、中点偏置模块、全摆幅跟随隔离模块和微控制单元模块,所述电流互感模块通过交流电源相线连接所述采样电阻的管脚两端,所述中点偏置模块连接于直流电源的正负极两端,所述全摆幅跟随隔离模块的输入正极电性连接所述采样电阻的管脚,所述全摆幅跟随隔离模块的输入负极电性与所述全摆幅跟随隔离模块的的输出端连接;所述全摆幅跟随隔离模块的输出端连接所述微控制单元模块。
2.根据权利要求1所述的一种电流峰值检测电路,其特征在于:所述电流互感模块包括电流互感器,电流互感器上设有次级绕组,所述次级绕组的两端管脚电性连接到所述采样电阻的管脚两端。
3.根据权利要求1所述的一种电流峰值检测电路,其特征在于:所述中点偏置模块上拉电阻和下拉电阻,所述上拉电阻的上管脚电性连接于直流电源的正极,所述上拉电阻的下管脚与电所述下拉电阻的上管脚电性连接,同时所述下拉电阻的上管脚电性连接于所述采样电阻的下管脚,所述下拉电阻的下管脚电性连接于所述直流电源的负极。
4.根据权利要求3所述的一种电流峰值检测电路,其特征在于:所述上拉电阻的阻值与所述下拉电阻的阻值相等。
5.根据权利要求1所述的一种电流峰值检测电路,其特征在于:所述全摆幅跟随隔离模块包括全摆幅运放器,所述全摆幅运放器的输入正极电性连接到所述采样电阻的上管脚,所述全摆幅运放器的输入负极电性与所述全摆幅运放器的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的一种电流峰值检测电路,其特征在于:所述微控制单元模块内设有AD转换模块,所述AD转换模块的输入端电性连接于所述全摆幅运放的输出端。
7.根据权利要求1所述的一种电流峰值检测电路,其特征在于:所述采样电阻两端管脚电性并接有量程变换电路,所述量程变换电路包括光耦继电器和第二采样电阻,所述光耦继电器的上输出端电性连接所述第二采样电阻的下管脚,所述第二采样电阻的上管脚电性并接于所述采样电阻的上管脚,所述光耦继电器的下输出端电性并接于所述采样电阻的下管脚。
8.根据权利要求1所述的一种电流峰值检测电路,其特征在于:所述采样电阻两端管脚电性并接有限幅电路,所述限幅电路包括两个稳压二极管,将所述两个稳压二极管的两个负极电性相连,所述两个稳压二极管的两个正极电性并接于所述采样电阻的两端管脚上;或者,将所述两个稳压二极管的两个正极电性相连,所述两个稳压二极管的两个负极电性并接于所述采样电阻的两端管脚上。
9.根据权利要求1所述的一种电流峰值检测电路,其特征在于:所述采样电阻为可变电阻。
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