CN203720232U - 一种开关电源的电流检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关电源的电流检测装置，开关电源的电流检测装置包括：电流采样单元和电流处理单元；电流采样单元由霍尔传感器和供电电源VCC组成，其中霍尔传感器是在聚磁环上绕次级绕组，聚磁环开口处设置霍尔元件A，霍尔元件A与放大电路B电连接；次级绕组的一端与电流处理单元中的运算放大器U1的正输入端连接，电流处理单元中的输出端子OUT+、OUT-与控制电路电连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种开关电源的电流检测装置。
背景技术
开关电源是用于将直流电压转换为稳定输出或准确可调的直流电压的电源装置，电流作为其重要参数，能够保证其变换电压稳定输出或快速调节，尤其关系到过载保护，因而常常要设置电流反馈回路，通过电流检测电路采集电流信息而后反馈到开关电源控制电路进而实现了电路的闭环控制，所以电流检测的准确性对开关电源性能有着重要的影响。
而随着国民经济的发展，大功率直流电源运用及其广泛，尤其是高压、大电流、大功率开关电源的应用前景广阔，因而如何采集并精确计算直流电流变得极为重要。传统的直流电流检测方法——分流器法，虽然在很多场合下仍被应用，但在测量过高的直流大电流时，它受到限制，特别是在现场使用分流器更不适合。而且直流分流器是根据直流电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成的，这样输出电流的微小浮动都会影响电流检测电路检测电流的稳定性和准确性，同时有的检测装置为了避免输入与输出信号间的相互干扰，增加了光电耦合器，由于光电耦合器的响应时间长，这又使得开关电源控制电路的响应速度不能满足高频开关电源需要，且光电耦合器的线性度误差也会降低控制电路的控制精度。
实用新型内容
本实用新型的目的是：为了解决上述现有技术的问题，提供一种开关电源的电流检测装置。
本实用新型采用的技术方案是：开关电源的电流检测装置包括：电流采样单元和电流处理单元；电流采样单元由霍尔传感器和供电电源VCC组成，其中霍尔传感器是在聚磁环上绕次级绕组，聚磁环开口处设置霍尔元件A，霍尔元件A与放大电路B电连接；次级绕组的一端与电流处理单元中的运算放大器U1的正输入端连接，电流处理单元中的输出端子OUT+、OUT-与控制电路电连接。
本实用新型的有益效果是：实现了开关电源主电路与电流检测电路的电气隔离，具有较强的抗干扰能力，避免了主电路对电流检测电路的干扰；反应速度高，线性度好，使得对开关电源控制精度提高；特别适用于高电压、大电流、大功率的开关电源，能够检测高频信号；重量轻、耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的腐蚀；体积小、成本低、寿命长、功耗小、功能扩展灵活，便于生产制造。
附图说明
图1为本实用新型一种开关电源的电流检测装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，开关电源的电流检测装置包括：电流采样单元和电流处理单元；电流采样单元由霍尔传感器和供电电源VCC组成，其中霍尔传感器是在聚磁环上绕次级绕组，聚磁环开口处设置霍尔元件A，霍尔元件A与放大电路B电连接；次级绕组的一端与电流处理单元中的运算放大器U1的正输入端连接，电流处理单元中的输出端子OUT+、OUT-与控制电路电连接。
因为霍尔传感器根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，所以采用霍尔闭环电流传感器（又称磁平衡式电流传感器）作为开关电源输出电流检测装置的核心。霍尔电流传感器具有测量任意波形电流、原副边电路电气隔离、测量精度高、范围大且线性度好等特点，因而能够实现了开关电源主电路与电流电测电路的电气隔离，避免了对电流检测电路带来的干扰；且可将电流检测电路的输出端直接与开关电源控制电路的反馈控制连接，电流检测电路与开关电源电源控制电路共地，不必采用光电耦合器实现传统电流检测电路与开关电源控制电路之间电气隔离，这样开关电源控制电路的反应速度提高，保证了较高的控制精度。
工作原理：霍尔传感器的工作原理是磁平衡式，即，原边绕组所产生的磁场，通过次级绕组的电流所产生的磁场进行补偿，使霍尔元件始终处于检测零磁通的状态。其工作过程为：当原边绕组有一电流IP流过时，产生的磁场Hp被聚磁环聚磁并感应到霍尔元件A上，所产生的信号输出UH经过放大电路B放大后用于驱动相应的功率管，并使其导通产生补偿电流IS，IS再流过次级线圈产生磁场HS，HS与Hp正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小，当HS与Hp相等时，补偿电流IS不再增加，此时霍尔器件指示零磁通状态，可以通过IS来测试IP。当IP变化时，已达到的平衡状态被破环，霍尔器件又有信号输出，重复上述过程，从而达到新的平衡。从磁场失去平衡到再次达到新的平衡所需的时间不到1us。
如上图所示，霍尔传感器原边为被检测线路，匝数为1；副边线圈匝数为H，因而有IP=H*IS。而后电流处理单元根据电流取样单元输出电流IS得到取样电压UM=IS*RM，再根据电流处理单元的运算放大器U1所构成的电压跟随器，得到检测电压（即电流采样电路输出值）U0=UM=（IP* RM）/H，从而将U0送入控制电路用以处理，并控制开关电源。
工作过程：根据测量及控制电路要求，选择电流处理单元各元件合适的电气参数制作电流处理单元。如上图所示连接，并将被检测线路插入霍尔传感器的聚磁环内，接入供电电源VCC，本装置即可正常工作。
以上内容是结合优选技术方案对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定实用新型的具体实施仅限于这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本实用新型的保护范围。
Claims (1)
1.一种开关电源的电流检测装置，其特征在于，开关电源的电流检测装置包括：电流采样单元和电流处理单元；
电流采样单元由霍尔传感器和供电电源VCC组成，其中霍尔传感器是在聚磁环上绕次级绕组，聚磁环开口处设置霍尔元件A，霍尔元件A与放大电路B电连接；
次级绕组的一端与电流处理单元中的运算放大器U1的正输入端连接，电流处理单元中的输出端子OUT+、OUT-与控制电路电连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201320790202.1U CN203720232U (zh) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | 一种开关电源的电流检测装置 |
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| CN203720232U true CN203720232U (zh) | 2014-07-16 |
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| CN (1) | CN203720232U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107231095A (zh) * | 2016-03-23 | 2017-10-03 | 江苏美联集团有限公司 | 一种基于直流母线的反馈系统 |
| CN105629047B (zh) * | 2015-12-24 | 2018-06-22 | 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 | 一种闭环电流传感器 |
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2013
- 2013-12-05 CN CN201320790202.1U patent/CN203720232U/zh not_active Expired - Fee Related
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