CN205120803U - 空调负载电流检测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种空调负载电流检测装置及系统。该空调负载电流检测装置包括：电流传感器和MCU，其中，电流传感器串联至空调负载所在的线路，用于利用互感现象感应出电流，将感应得到的电流信号转换为电压信号，并输出电压信号；MCU连接至电流传感器的电压输出端，用于接收电压信号，并输出根据电压信号计算得到的经过空调负载的电流；MCU包括：CAN通信模块和CAN接口，CAN通信模块通过CAN接口连接CAN总线，并利用CAN总线传输计算得到的经过空调负载的电流。本实用新型的电流检测装置使用电流传感器，设计简化，并且，MCU具备CAN通信功能，能快速进行数据交换，从而加快电流检测的速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调负载电流检测装置及系统。
背景技术
在空调系统中，一般通过检测压缩机电机的电流来判断压缩机的工作状态，从而在控制逻辑中对压缩机进行伺服控制。目前的电流检测方法如下：让高压通电线路通过电流互感线圈，通过磁场互感效应，在互感线圈中产生互感电流，通过电流互感线圈输出端的电压信号及外接电阻来计算互感电流，从而得到高压线路上的电流。
但是，对于上述电流检测方式，通过电流互感线圈计算输电电流方法繁琐，在检测小电流信号时会出现很大偏差，并且最终得到的电流信号还需要通过外接检测板传输给主控，整个系统设计繁琐，使用不方便。
实用新型内容
本实用新型实施例中提供一种空调负载电流检测装置及系统，以至少解决现有技术中测量空调负载电流的系统设计繁琐的问题。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种空调负载电流检测装置，包括：电流传感器和微控制单元(MicroControllerUnit，简称为MCU)，其中，所述电流传感器串联至空调负载所在的线路，用于利用互感现象感应出电流，将感应得到的电流信号转换为电压信号，并输出所述电压信号；所述MCU连接至所述电流传感器的电压输出端，用于接收所述电压信号，并输出根据所述电压信号计算得到的经过所述空调负载的电流；所述MCU包括：控制器局域网络(ControllerAreaNetwork，简称为CAN)通信模块和CAN接口，所述CAN通信模块通过所述CAN接口连接CAN总线，并利用所述CAN总线传输计算得到的经过所述空调负载的电流。
作为优选，所述电流传感器包括：电流输入端、电流输出端、电流互感线圈、整流滤波器、采样电阻、运放电路、电压输出端、电源端、接地端和外部参考电压输入端；其中，所述电流输入端通过所述电流互感线圈的一次侧与所述电流输出端串接，所述电流传感器通过所述电流输入端和所述电流输出端串联至所述空调负载所在的线路；所述电流互感线圈的二次侧通过所述整流滤波器与所述采样电阻串接；所述采样电阻的高压侧连接至所述运放电路的正相输入端，所述采样电阻的低压侧连接至所述运放电路的反相输入端，所述运放电路的输出端连接至所述电压输出端。
作为优选，所述运放电路包括：基准电压输入端，与所述外部参考电压输入端连接，用于提供基准电压，其中，所述基准电压与所述采样电阻的电压进行对比，得到所述电压信号。
作为优选，所述电流传感器的外部设置一级的电压跟随器，连接至所述电压输出端。
作为优选，所述MCU还包括：模数转换器，用于将接收的所述电压信号由模拟信号转换为数字信号。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调负载电流检测系统，包括：上位机主控制器、CAN总线和空调负载电流检测装置，其中，所述空调负载电流检测装置是上述任一种的空调负载电流检测装置；所述上位机主控制器通过所述CAN总线与所述空调负载电流检测装置连接，所述上位机主控制器用于通过所述CAN总线接收所述空调负载电流检测装置传输的经过所述空调负载的电流。
应用本实用新型的技术方案，使用电流传感器使得检测装置的设计简化，使用方便，并且，MCU具备CAN通信功能，属于无主收发通信方式，能够快速进行数据交换，从而加快了电流检测的速度，同时也减小了系统开发的难度，方便了系统内各模块单独替换。
附图说明
图1是本实用新型实施例的空调负载电流检测装置的结构框图；
图2是本实用新型实施例的电流传感器的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的电流传感器的具体结构示意图；
图4是本实用新型实施例的空调负载电流检测系统的结构框图一；
图5是本实用新型实施例的空调负载电流检测系统的结构框图二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
本实用新型实施例提供了一种空调负载电流检测装置，如图1所示，该空调负载电流检测装置包括：电流传感器10和MCU20。
其中，电流传感器10串联至空调负载30所在的线路，用于利用互感现象感应出电流，将感应得到的电流信号转换为电压信号，并输出电压信号；
MCU20连接至电流传感器10的电压输出端，用于接收电压信号，并输出根据电压信号计算得到的经过空调负载30的电流；
MCU20包括：CAN通信模块201和CAN接口202，CAN通信模块201通过CAN接口202连接CAN总线，并利用CAN总线传输计算得到的经过空调负载的电流。
通过上述实施例，使用电流传感器使得检测装置的设计简化，使用方便，并且，MCU具备CAN通信功能，属于无主收发通信方式，能够快速进行数据交换，从而加快了电流检测的速度，同时也减小了系统开发的难度，方便了系统内各模块单独替换。
在一个实施例中，电流传感器10的结构可以如图2所示，电流传感器10包括：电流输入端(如图2中的引脚2、3、4、5)、电流输出端(如图2中的引脚6、7、8、9)、电流互感线圈B、整流滤波器T1、采样电阻Rm、运放电路T2、电压输出端(如图2中的引脚12)、电源端(如图2中的引脚14)、接地端(如图2中的引脚13)和外部参考电压输入端(如图2中的引脚11)。
电流输入端通过电流互感线圈B的一次侧与电流输出端串接，电流传感器10通过电流输入端和电流输出端串联至空调负载30所在的线路，由此，经过空调负载30的电流就会沿图中箭头所示的方向流经电流传感器10，从而电流传感器10可以检测电流。
电流互感线圈B的二次侧通过整流滤波器T1与采样电阻Rm串接。采样电阻Rm的高压侧(如图2中的a点)连接至运放电路T2的正相输入端，采样电阻Rm的低压侧(如图2中的b点)连接至运放电路T2的反相输入端，运放电路T2的输出端连接至电压输出端。
运放电路T2还可以包括：基准电压输入端(参见图3中的In1REF)，与外部参考电压输入端连接，用于提供基准电压，其中，基准电压与采样电阻Rm的电压进行对比，得到电压信号。需要说明的是，基准电压为芯片内部自身提供的电压(例如，2.5V)，引脚11为外部参考电压输入端，一般情况下，使用内部的基准电压，当满足一定条件时，可以接入外部参考电压，例如，当需要采集低于3.6A的电流时在引脚11接外部参考电压。
电流互感线圈B的二次侧感应出电流，该电流经过T1整流滤波后，加到采样电阻Rm，产生压降，通过运放电路T2对该小电压信号进行放大，通过与基准电压对比，得到电压采集信号，从而实现对交流电流的采集。
本实施例中，电流传感器内部设置有运放电路，能够对小信号进行放大，从而提高检测小电流信号所得到的结果的准确性。
电流采集方式可以有以下两种：
(1)通过单极性对电流进行采集，通过电流互感线圈B感应出电流，该电流加到采样电阻上产生电压，该电压与基准电压进行对比，输出电压信号，该电压信号与所感应的电流值对应。
(2)通过双极性对电流进行采集，与单极性采集方式的原理一样，区别在于，不需要进行电压对比，而是单纯输出内部采样电阻两端的压差信号，然后进行电流采集值代换。
如果外部参考电压输入端连接有参考电压，可以通过单极性对电流进行采集；如果外部参考电压输入端未连接参考电压，可以通过双极性对电流进行采集。
优选的，电流传感器10的外部可以设置一级的电压跟随器，连接至电压输出端。电流传感器内部通过差分电流对信号进行采集，需要很大的负载阻抗，在使用双极性采集方式时，需要使用该电压跟随器，而采用单极性采集方式不需要使用电压跟随器。
为了更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合图3，以CKSR6-NP电流传感器为例进行说明。
图3是本实用新型实施例的电流传感器的具体结构示意图，如图3所示，电流传感器内置有电流互感线圈B，通过电流互感线圈B得到的电流通过Rm产生压降，再通过运放电路对该小电压信号进行放大，通过与基准电压(In1REF)对比，得到电压采集信号，通过引脚12(Vout)输出。具体的，电流通过引脚2、3、4、5注入，通过引脚6、7、8、9流出，在电流传感器内部二次侧感应出电流。如果引脚11(Vref)有参考电压，通过单极性对电流进行采集，如果引脚11(Vref)没有参考电压，通过双极性对电流进行采集的。由于电流传感器内部是通过差分采集的，需要很大的负载阻抗，因此，在设计外围电路时需要加上一级的电压跟随。
在图3的运放电路T2中，R1的阻值可以是10kΩ，R2的阻值可以是10kΩ，R3的阻值可以是40kΩ，R4的阻值可以是40kΩ，R5的阻值可以是680Ω。
优选的，MCU20还可以包括：模数转换器，用于将接收的电压信号由模拟信号转换为数字信号，便于后续计算。
需要说明的是，在实际应用中，上述空调负载电流检测装置可以做成一块电流检测板，集成电流检测、数据处理、CAN通信功能。
本实用新型实施例还提供了一种空调负载电流检测系统，如图4所示，该空调负载电流检测系统包括：上位机主控制器100、CAN总线200和空调负载电流检测装置300。
其中，空调负载电流检测装置300是上述实施例所描述的任一种空调负载电流检测装置。上位机主控制器100通过CAN总线200与空调负载电流检测装置300连接，上位机主控制器100用于通过CAN总线200接收空调负载电流检测装置300传输的经过空调负载的电流。
上述空调负载电流检测系统，将电流检测和控制器控制部分分隔开来，使用CAN总线传输数据，整个系统设计简化，数据传输方便可靠。CAN总线通信易用性较强，传输距离远，使得上述系统可以方便的应用于多种场合，例如距离较远的情况。
上位机主控制器100可以携带多个空调负载电流检测装置300，如果空调负载电流检测装置300集成为电流检测板，则上位机主控制器100可以携带多个电流检测板(如图5所示)，通过CAN总线传输数据。
当然，以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种空调负载电流检测装置，其特征在于，包括：电流传感器和微控制单元MCU，
其中，所述电流传感器串联至空调负载所在的线路，用于利用互感现象感应出电流，将感应得到的电流信号转换为电压信号，并输出所述电压信号；
所述MCU连接至所述电流传感器的电压输出端，用于接收所述电压信号，并输出根据所述电压信号计算得到的经过所述空调负载的电流；
所述MCU包括：控制器局域网络CAN通信模块和CAN接口，所述CAN通信模块通过所述CAN接口连接CAN总线，并利用所述CAN总线传输计算得到的经过所述空调负载的电流。
2.根据权利要求1所述的空调负载电流检测装置，其特征在于，所述电流传感器包括：电流输入端、电流输出端、电流互感线圈、整流滤波器、采样电阻、运放电路、电压输出端、电源端、接地端和外部参考电压输入端；
其中，所述电流输入端通过所述电流互感线圈的一次侧与所述电流输出端串接，所述电流传感器通过所述电流输入端和所述电流输出端串联至所述空调负载所在的线路；
所述电流互感线圈的二次侧通过所述整流滤波器与所述采样电阻串接；
所述采样电阻的高压侧连接至所述运放电路的正相输入端，所述采样电阻的低压侧连接至所述运放电路的反相输入端，所述运放电路的输出端连接至所述电压输出端。
3.根据权利要求2所述的空调负载电流检测装置，其特征在于，所述运放电路包括：基准电压输入端，与所述外部参考电压输入端连接，用于提供基准电压，其中，所述基准电压与所述采样电阻的电压进行对比，得到所述电压信号。
4.根据权利要求2所述的空调负载电流检测装置，其特征在于，所述电流传感器的外部设置一级的电压跟随器，连接至所述电压输出端。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的空调负载电流检测装置，其特征在于，所述MCU还包括：模数转换器，用于将接收的所述电压信号由模拟信号转换为数字信号。
6.一种空调负载电流检测系统，其特征在于，包括：上位机主控制器、控制器局域网络CAN总线和空调负载电流检测装置，
其中，所述空调负载电流检测装置是权利要求1至5中任一项所述的空调负载电流检测装置；
所述上位机主控制器通过所述CAN总线与所述空调负载电流检测装置连接，所述上位机主控制器用于通过所述CAN总线接收所述空调负载电流检测装置传输的经过所述空调负载的电流。
Priority Applications (1)
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| CN201520817500.4U CN205120803U (zh) | 2015-10-19 | 2015-10-19 | 空调负载电流检测装置及系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105259401A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-20 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调负载电流检测装置及系统 |
| CN108761191A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-11-06 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | 一种行波保护采集电路 |
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2015
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