CN207541146U - 一种基于恒流源的电流采集电路 - Google Patents
一种基于恒流源的电流采集电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207541146U CN207541146U CN201721780898.4U CN201721780898U CN207541146U CN 207541146 U CN207541146 U CN 207541146U CN 201721780898 U CN201721780898 U CN 201721780898U CN 207541146 U CN207541146 U CN 207541146U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistance
- circuit
- current
- operational amplifier
- constant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于恒流源的电流采集电路，包括依次连接的电流取样电路、恒流源发生电路、电流转换电路、单片机电路。本实用新型对PWM波形电流通过取样电阻转化为电压值，通过运放将该电压放大到合适比例用于控制恒流源电流大小。在PWM脉宽有效时，该恒流源电流经过电阻给电容进行充电。在PWM脉宽结束时，根据该电容上充得的电压值就能精确推算出该PWM波形的电流值大小。因其能在一个PWM频率周期内就能得出电流值结果，响应速度极快。可为整个电路系统的电流状态提供逻辑判断依据。本实用新型用压控恒流源跟随PWM波形的办法，可精确的检测出负载电流，该电路检测电流不但准确而且快速，有效解决了现有技术的不足。
Description
技术领域
本实用新型涉及电流检测技术领域，尤其涉及一种基于恒流源的电流采集电路。
背景技术
目前，在张力控制行业的磁粉电流检测以及电动机电流检测中，公知的PWM波形电路的负载电流检测都是用滤波的方式将PWM波转变为直流波，由采样电路检测得到电流值。但是，这种方式会严重影响电流检测的准确性，尤其是当PWM脉宽越大时，检测出的电流误差越大，容易造成错误判断。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于恒流源的电流采集电路，用压控恒流源跟随PWM波形的办法，可精确的检测出负载电流，该电路检测电流不但准确而且快速。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于恒流源的电流采集电路，包括电流取样电路、恒流源发生电路、电流转换电路、单片机电路，所述电流取样电路、恒流源发生电路、电流转换电路、单片机电路依次连接；所述电流取样电路包括运算放大器U1-A和取样电阻REF，所述取样电阻REF一端连接电阻R1一端且通过模拟负载电路RL连接PWM信号输入端，所述取样电阻REF另一端电阻R4一端且连接保护地PGND，所述电阻R1另一端连接电阻R2一端和运算放大器U1-A反相端，所述电阻R4另一端连接电阻R5一端和运算放大器U1-A同相端，所述电阻R2另一端连接运算放大器U1-A输出端，所述电阻R5另一端连接数字地DGND，所述运算放大器U1-A输出端连接电阻R3一端，所述电阻R3另一端为电流取样电路输出端IRL且连接电阻R6一端，所述电阻R6另一端接数字地DGND；所述恒流源发生电路包括运算放大器U1、U2和三极管Q1，所述运算放大器U1同相端连接电阻R12、电阻R13一端，所述电阻R12另一端连接电流取样电路输出端IRL，所述电阻R13另一端连接电阻R15、R16的连接端，所述电阻R15另一端接数字地DGND，所述电阻R16另一端连接运算放大器U2输出端，所述运算放大器U1反相端连接电阻R9、R10的连接端，所述电阻R9另一端接数字地DGND，所述电阻R10另一端接运算放大器U1输出端和三极管Q1基极，所述三极管Q1集电极连接电源VCC，所述三极管Q1发射极通过电阻R14、R17连接运算放大器U2同相端，所述运算放大器U2反相端和输出端相连，所述电阻R14、R17的连接端为恒流源发生电路输出端PWM_I；所述电流转换电路包括模拟开关芯片U3和运算放大器U4，所述恒流源发生电路输出端PWM_I连接模拟开关芯片U3和运算放大器U4同相端，所述运算放大器U4反相端和输出端连接，所述运算放大器U4输出端通过电阻R8连接单片机电路AD采样端。
进一步地，所述模拟开关芯片U3为FSA4157。
进一步地，所述模拟开关芯片U3的A端、GND端和B0端接数字地DGND，所述U3的B1端与数字地DGND之间连接电容CL，所述U3的B1端连接恒流源发生电路输出端PWM_I，所述U3的S端连接单片机电路模拟开关控制端。
进一步地，所述单片机电路为STM32F103。
进一步地，所述单片机电路AD采样端还通过并联的电容C2、电阻R11接数字地DGND。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型用压控恒流源跟随PWM波形的办法，可精确的检测出负载电流，该电路检测电流不但准确而且快速，可为整个电路系统的电流状态提供逻辑判断依据，有效解决了现有技术的不足。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构框图。
图2是本实用新型的电流取样电路原理图。
图3是本实用新型的恒流源发生电路原理图。
图4是本实用新型的电流转换电路以及单片机电路原理图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，一种基于恒流源的电流采集电路，包括电流取样电路1、恒流源发生电路2、电流转换电路3、单片机电路4，所述电流取样电路1、恒流源发生电路2、电流转换电路3、单片机电路4依次连接；所述电流取样电路1包括运算放大器U1-A和取样电阻REF，所述取样电阻REF一端连接电阻R1一端且通过模拟负载电路RL连接PWM信号输入端，所述取样电阻REF另一端电阻R4一端且连接保护地PGND，所述电阻R1另一端连接电阻R2一端和运算放大器U1-A反相端，所述电阻R4另一端连接电阻R5一端和运算放大器U1-A同相端，所述电阻R2另一端连接运算放大器U1-A输出端，所述电阻R5另一端连接数字地DGND，所述运算放大器U1-A输出端连接电阻R3一端，所述电阻R3另一端为电流取样电路1输出端IRL且连接电阻R6一端，所述电阻R6另一端接数字地DGND；所述恒流源发生电路2包括运算放大器U1、U2和三极管Q1，所述运算放大器U1同相端连接电阻R12、电阻R13一端，所述电阻R12另一端连接电流取样电路1输出端IRL，所述电阻R13另一端连接电阻R15、R16的连接端，所述电阻R15另一端接数字地DGND，所述电阻R16另一端连接运算放大器U2输出端，所述运算放大器U1反相端连接电阻R9、R10的连接端，所述电阻R9另一端接数字地DGND，所述电阻R10另一端接运算放大器U1输出端和三极管Q1基极，所述三极管Q1集电极连接电源VCC，所述三极管Q1发射极通过电阻R14、R17连接运算放大器U2同相端，所述运算放大器U2反相端和输出端相连，所述电阻R14、R17的连接端为恒流源发生电路2输出端PWM_I；所述电流转换电路3包括模拟开关芯片U3和运算放大器U4，所述恒流源发生电路2输出端PWM_I连接模拟开关芯片U3和运算放大器U4同相端，所述运算放大器U4反相端和输出端连接，所述运算放大器U4输出端通过电阻R8连接单片机电路4AD采样端。
本实施例中，所述模拟开关芯片U3为FSA4157。
本实施例中，所述模拟开关芯片U3的A端、GND端和B0端接数字地DGND，所述U3的B1端与数字地DGND之间连接电容CL，所述U3的B1端连接恒流源发生电路2输出端PWM_I，所述U3的S端连接单片机电路4模拟开关控制端。
本实施例中，所述单片机电路4为STM32F103。
本实施例中，所述单片机电路4AD采样端还通过并联的电容C2、电阻R11接数字地DGND。
如图2所示，为电流取样电路原理图，PWM电流信号经REF电阻取样后运算放大，用来驱动图3的恒流源电路，恒流源PWM_I输出电流的大小由图2的IRL信号决定，恒流源电路原理是当IRL电压上升时，经U1运放放大后，驱动Q1三极管进一步导通，Q1导通后，结合图4，根据欧姆定律，电流PWM_I＝(Q1输出电压-CL电压)/R14。当CL因充电电压上升时，电阻R14、R17连接端的电压也上升，经电压跟随器U2反馈回U1同相端,U1输出电压也同步上调，Q1导通更深，Q1输出电压也上升，从而抵消了CL电压上升幅度，保证了电流稳定不变。图4中，U3是模拟开关，电容CL将PWM_I的电流按PWM脉宽时间转变成对应电压信号，经运算放大器U4处理后送给单片机采集，最终由单片节计算出PWM波形电流。另外，模拟开关U3的接通与断开由单片机控制，当电流不取样时，控制该开关对CL上的电流取样电压进行放电复位，从而保证下一周期内的电流取样值准确。
综上所述，本实用新型对PWM波形电流通过取样电阻转化为电压值，通过运放将该电压放大到合适比例用于控制恒流源电流大小。在PWM脉宽有效时，该恒流源电流经过电阻给电容进行充电。在PWM脉宽结束时，根据该电容上充得的电压值就能精确推算出该PWM波形的电流值大小。因其能在一个PWM频率周期内就能得出电流值结果，响应速度极快。可为整个电路系统的电流状态提供逻辑判断依据。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于恒流源的电流采集电路，其特征在于：包括电流取样电路(1)、恒流源发生电路(2)、电流转换电路(3)、单片机电路(4)，所述电流取样电路(1)、恒流源发生电路(2)、电流转换电路(3)、单片机电路(4)依次连接；所述电流取样电路(1)包括运算放大器U1-A和取样电阻REF，所述取样电阻REF一端连接电阻R1一端且通过模拟负载电路RL连接PWM信号输入端，所述取样电阻REF另一端电阻R4一端且连接保护地PGND，所述电阻R1另一端连接电阻R2一端和运算放大器U1-A反相端，所述电阻R4另一端连接电阻R5一端和运算放大器U1-A同相端，所述电阻R2另一端连接运算放大器U1-A输出端，所述电阻R5另一端连接数字地DGND，所述运算放大器U1-A输出端连接电阻R3一端，所述电阻R3另一端为电流取样电路(1)输出端IRL且连接电阻R6一端，所述电阻R6另一端接数字地DGND；所述恒流源发生电路(2)包括运算放大器U1、U2和三极管Q1，所述运算放大器U1同相端连接电阻R12、电阻R13一端，所述电阻R12另一端连接电流取样电路(1)输出端IRL，所述电阻R13另一端连接电阻R15、R16的连接端，所述电阻R15另一端接数字地DGND，所述电阻R16另一端连接运算放大器U2输出端，所述运算放大器U1反相端连接电阻R9、R10的连接端，所述电阻R9另一端接数字地DGND，所述电阻R10另一端接运算放大器U1输出端和三极管Q1基极，所述三极管Q1集电极连接电源VCC，所述三极管Q1发射极通过电阻R14、R17连接运算放大器U2同相端，所述运算放大器U2反相端和输出端相连，所述电阻R14、R17的连接端为恒流源发生电路(2)输出端PWM_I；所述电流转换电路(3)包括模拟开关芯片U3和运算放大器U4，所述恒流源发生电路(2)输出端PWM_I连接模拟开关芯片U3和运算放大器U4同相端，所述运算放大器U4反相端和输出端连接，所述运算放大器U4输出端通过电阻R8连接单片机电路(4)AD采样端。
2.如权利要求1所述的一种基于恒流源的电流采集电路，其特征在于：所述模拟开关芯片U3为FSA4157。
3.如权利要求2所述的一种基于恒流源的电流采集电路，其特征在于：所述模拟开关芯片U3的A端、GND端和B0端接数字地DGND，所述U3的B1端与数字地DGND之间连接电容CL，所述U3的B1端连接恒流源发生电路(2)输出端PWM_I，所述U3的S端连接单片机电路(4)模拟开关控制端。
4.如权利要求1所述的一种基于恒流源的电流采集电路，其特征在于：所述单片机电路(4)为STM32F103。
5.如权利要求1所述的一种基于恒流源的电流采集电路，其特征在于：所述单片机电路(4)AD采样端还通过并联的电容C2、电阻R11接数字地DGND。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721780898.4U CN207541146U (zh) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | 一种基于恒流源的电流采集电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721780898.4U CN207541146U (zh) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | 一种基于恒流源的电流采集电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207541146U true CN207541146U (zh) | 2018-06-26 |
Family
ID=62618827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721780898.4U Active CN207541146U (zh) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | 一种基于恒流源的电流采集电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207541146U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109932669A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-25 | 三峡大学 | 一种数字补偿式amr磁场测量装置 |
| CN113252949A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-13 | 北京芯格诺微电子有限公司 | 带有片内实时校准的高精度电流采样电路 |
| CN113272663A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-08-17 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 恒流源采样电路和方法 |
-
2017
- 2017-12-19 CN CN201721780898.4U patent/CN207541146U/zh active Active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109932669A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-25 | 三峡大学 | 一种数字补偿式amr磁场测量装置 |
| CN109932669B (zh) * | 2019-03-27 | 2021-06-29 | 三峡大学 | 一种数字补偿式amr磁场测量装置 |
| CN113272663A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-08-17 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 恒流源采样电路和方法 |
| WO2022056923A1 (zh) * | 2020-09-21 | 2022-03-24 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 恒流源采样电路和方法 |
| CN113252949A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-13 | 北京芯格诺微电子有限公司 | 带有片内实时校准的高精度电流采样电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207541146U (zh) | 一种基于恒流源的电流采集电路 | |
| CN103063979B (zh) | 一种负载开路检测电路 | |
| CN100588062C (zh) | 控制与保护开关电器的控制与保护电路 | |
| CN104349532B (zh) | Led恒流驱动器及led恒流驱动方法 | |
| CN103575340B (zh) | 液体流量无磁检测装置及其检测方法 | |
| CN103713181B (zh) | 微小电流信号检测装置 | |
| CN107942127B (zh) | 峰值检波电路 | |
| CN206096216U (zh) | 一种防外部恒磁场干扰电能表 | |
| CN204679622U (zh) | 带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置 | |
| CN103412191A (zh) | 一种微小电阻测量系统 | |
| CN206235684U (zh) | 一种充电器自动化测试仪 | |
| CN203689051U (zh) | 适用于二线制电磁流量计的新型励磁控制电路 | |
| CN203566108U (zh) | 一种基于交流信号的逆变电焊机输出电流检测电路 | |
| CN204514996U (zh) | 交流电检测电路 | |
| CN204598427U (zh) | 一种非隔离开关电源电路 | |
| CN204302356U (zh) | 一种负电压检测装置的电路结构及负电压检测装置 | |
| CN208706362U (zh) | 一种简易低功耗的380v电永磁控制器装置 | |
| CN208188220U (zh) | 一种新型负载检测电路 | |
| CN207366676U (zh) | 一种单相电能质量检测仪 | |
| CN205811961U (zh) | 一种脉冲波发生电路 | |
| CN207502695U (zh) | 一种通用发动机的多功能电量检测模块 | |
| CN101738526A (zh) | 用于功率因数校正控制电路的直流输出电压检测电路 | |
| CN206353180U (zh) | 基于分频方式的相位差精确测量系统 | |
| CN201142564Y (zh) | 控制与保护开关电器的控制与保护电路 | |
| CN103616548B (zh) | 一种基于直流信号的逆变电焊机输出电流检测电路及检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |