CN206848359U - 一种高精度电流测量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高精度电流测量电路，其技术特点在于：包括霍尔传感器、运算放大器U1、一个ADC集成电路芯片U2、五个电阻、一个电容和一个参考电压源芯片U3。本实用新型采用一种电子秤用16位高精度ADC，成本比一般的ADC低很多。通过利用电阻R1和R2，将霍尔传感器的输出直接转成正电压信号，便于ADC TM7705的采样，避免使用反向放大电路。
Description
技术领域
本实用新型属于电流测量技术领域，涉及智能电网的备用电源检测；充电桩内对输出直流电流的测量；蓄电池在充、放电过程中对充、放电流的测量以及电动机输入端电流的测量；尤其是一种高精度电流测量电路。
背景技术
目前，虽然电流采样电路应用非常广泛，但是精度和成本一直是困扰人们的一个难题。而电流测量的精度和ADC的分辨率有关，而高精度的ADC，比如16位ADC的价格都比较高。同时，ADC一般只能测量正电压。
在检测电流时，一般应用检流电阻，但是检流电阻必须串入电流传输回路，容易过热，存在一定的安全风险。而霍尔传感器的输出和电流的方向有关系。如果充电电流在霍尔传感器上产生正电压，则放电电流在霍尔传感器上产生的是负电压。产生的负电压使用一般的ADC芯片是无法测量的，所以必须用反向放大器转成正向电压才能测量。但反向放大器受运放的影响，例如，输入失调电压，输入失调电流，温度等影响，测量精度会大幅下降，因此不建议加入反向放大器。
经检索，未发现与本实用新型相同或相似的已公开的专利文献。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、采样精度高且生产成本低廉的高精度电流测量电路。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种高精度电流测量电路，包括霍尔传感器、运算放大器U1、一个ADC集成电路芯片U2、五个电阻、一个电容和一个参考电压源芯片U3；
所述霍尔传感器与运算放大器U1的正极输入端相连接，用于将测量电流转换为电压信号Vhau后，输出至运算放大器U1的正极输入端；所述运算放大器U1的负极输入端与运算放大器U1输出端相连接，构成电压跟随器；所述运算放大器U1的输出端与第二电阻R2的一端相连接；所述第二电阻R2的另一端分别与第一电阻R1的一端、电容C的一端和ADC集成电路芯片U2的第七引脚相连接；所述第一电阻R1的另一端接正电压VDD；所述电容C的另一端接地；
所述ADC集成电路芯片U2的参考电压由参考电压源芯片U3组成；所述参考电压源芯片U3的阴极分别与第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端和ADC集成电路芯片U2的第九引脚相连接；所述参考电压源芯片U3的参考电压端分别与第四电阻R4的另一端和第五电阻R5的一端相连接；所述参考电压源芯片U3的阳极接地；所述第五电阻R5的另一端接地；所述第三电阻R3的另一端接接正电压VDD；所述ADC集成电路芯片U2的第八引脚和第十引脚相接地。
而且，所述ADC集成电路芯片U2的型号为TM7705。
而且，所述参考电压源芯片U3的型号为TL431。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型采用霍尔传感器检测电流，由于霍尔传感器具有与电流的传输线路隔离，能够保证测量电路的安全的优点。
2、本实用新型通过利用电阻R1和R2，将霍尔传感器的输出直接转成正电压信号，便于ADCTM7705的采样，避免使用反向放大电路。
3、本实用新型采用的ADCTM7705集成电路芯片是一个电子秤用16位的高精度ADC，而一般常用的ADC是10位或12位的，成本比一般的ADC低很多，而且由于采用这种低价高精度的ADC可以实现比较高的电流分辨率。
附图说明
图1是本实用新型的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述：
本实用新型提供一种采用16位ADC对霍尔传感器进行电流高精度采样的电路，一般可应用在充电桩内对输出直流电流的测量；蓄电池在充、放电过程中对充、放电流的测量；电动机输入端电流的测量等场合。
一种高精度电流测量电路，如图1所示，包括霍尔传感器、运算放大器U1、一个ADC集成电路芯片U2、五个电阻、一个电容和一个参考电压源芯片U3；
所述霍尔传感器与运算放大器U1的正极输入端相连接，用于将测量电流转换为电压信号Vhau后，输出至运算放大器U1的正极输入端；所述运算放大器U1的负极输入端与运算放大器U1输出端相连接，构成电压跟随器；所述运算放大器U1的输出端与第二电阻R2的一端相连接；所述第二电阻R2的另一端分别与第一电阻R1的一端、电容C的一端和ADC集成电路芯片U2的第七引脚相连接；所述第一电阻R1的另一端接正电压VDD；所述电容C的另一端接地；
由于测量电流的方向可变，因此Vhau的值可正可负。通过上拉电阻R1和电阻R2的配合，它们连接点的电压可始终为正值，便于ADCTM7705的采样。例如，运算放大器U1的输出电压在+1V～-1V之间；第一电阻R1与第二电阻R2的阻值相同；当运算放大器U1的输出电压为-1V时，则第一电阻R1和第二电阻R2连接点的电压为(VDD+1)/(R1+R2)*R2-1＝VDD/2-0.5。因此，当VDD>1V时，R1和R2连接点的电压为正。
所述ADC集成电路芯片U2的参考电压由参考电压源芯片U3组成；所述参考电压源芯片U3的阴极分别与第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端和ADC集成电路芯片U2的第九引脚相连接；所述参考电压源芯片U3的参考电压端分别与第四电阻R4的另一端和第五电阻R5的一端相连接；所述参考电压源芯片U3的阳极接地；所述第五电阻R5的另一端接地；所述第三电阻R3的另一端接接正电压VDD；所述ADC集成电路芯片U2的第八引脚和第十引脚相接地。
在本实施例中，所述ADC集成电路芯片U2的型号为TM7705；所述参考电压源芯片U3的型号为TL431。
在本实施例中，所述ADC集成电路芯片U2读出的电流数据可以通过ADC集成电路芯片U2自带的SPI总线输出给单片机或其他控制器。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (3)
1.一种高精度电流测量电路，其特征在于：包括霍尔传感器、运算放大器U1、一个ADC集成电路芯片U2、五个电阻、一个电容和一个参考电压源芯片U3；
所述霍尔传感器与运算放大器U1的正极输入端相连接，用于将测量电流转换为电压信号Vhau后，输出至运算放大器U1的正极输入端；所述运算放大器U1的负极输入端与运算放大器U1输出端相连接，构成电压跟随器；所述运算放大器U1的输出端与第二电阻R2的一端相连接；所述第二电阻R2的另一端分别与第一电阻R1的一端、电容C的一端和ADC集成电路芯片U2的第七引脚相连接；所述第一电阻R1的另一端接正电压VDD；所述电容C的另一端接地；
所述ADC集成电路芯片U2的参考电压由参考电压源芯片U3组成；所述参考电压源芯片U3的阴极分别与第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端和ADC集成电路芯片U2的第九引脚相连接；所述参考电压源芯片U3的参考电压端分别与第四电阻R4的另一端和第五电阻R5的一端相连接；所述参考电压源芯片U3的阳极接地；所述第五电阻R5的另一端接地；所述第三电阻R3的另一端接接正电压VDD；所述ADC集成电路芯片U2的第八引脚和第十引脚相接地。
2.根据权利要求1所述的一种高精度电流测量电路，其特征在于：所述ADC集成电路芯片U2的型号为TM7705。
3.根据权利要求1或2所述的一种高精度电流测量电路，其特征在于：所述参考电压源芯片U3的型号为TL431。
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| CN201720691927.3U CN206848359U (zh) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | 一种高精度电流测量电路 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108534805A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-09-14 | 西安中科阿尔法电子科技有限公司 | 一种激光调值高精度霍尔传感器及其激光调值方法 |
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| CN108534805A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-09-14 | 西安中科阿尔法电子科技有限公司 | 一种激光调值高精度霍尔传感器及其激光调值方法 |
| CN108534805B (zh) * | 2018-03-21 | 2024-05-07 | 西安中科阿尔法电子科技有限公司 | 一种激光调值高精度霍尔传感器及其激光调值方法 |
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