CN208568903U - 基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统 - Google Patents
基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208568903U CN208568903U CN201820610164.XU CN201820610164U CN208568903U CN 208568903 U CN208568903 U CN 208568903U CN 201820610164 U CN201820610164 U CN 201820610164U CN 208568903 U CN208568903 U CN 208568903U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- chip
- current sensor
- protection system
- hall current
- 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霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，包括：单片机电路、主电流电路、串并转换电路、通信电路、复位电路、状态显示电路、告警电路、电源电路、温度检测电路，其中:主电流电路与单片机电路互连，单片机电路与通信电路、复位电路、串并转换电路及温度检测电路相连，串并转换电路与状态显示电路相连，电源电路与主电流电路、单片机电路、串并转换电路、状态显示电路、温度检测电路及通信电路相连提供工作电压。本发明能够快速精确的自动检测电流，适用于多种领域的电流检测与保护系统。
Description
技术领域
本实用新型可应用于多种领域的多通道电流检测与保护,具体是一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统。
背景技术
当今许多领域中的设备在运行时都需要对其电流进行检测，尤其是对电流要求特别高的场合。很多场合下当外部电源对这些设备提供电源的同时，并不能够实时自动的检测相关通路的电流，而且当设备的某一通路发生短路现象时，也不能快速及时的给予相关保护，并在故障排除之后，相关通路还能够恢复正常，继续正常工作。
其实在电流的自动测量这个方向，很多的芯片制造公司例如Microchip、Maxim和Linear等都做成了一些能够进行电流检测的芯片。但是这些芯片的价格普遍会比较高，而且市场上面也不容易采购，并且工作环境比较复杂的情况下，检测的精度会有相当大的影响。现有很多的技术，都是采用ARM处理器或者DSP作为主控器件，但是这些芯片的价格相对都会比较高。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，能够快速精确的检测电流的大小，适用于多种领域的电流自动检测与保护系统。
本实用新型的技术方案是：一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，包括单片机、主电流电路、串并转换电路、通信电路、复位电路、状态显示电路、告警电路、温度检测电路，其中，所述的主电流电路包括三极管、MOSFET开关管和霍尔电流传感器,三极管的基极与单片机相连，接收单片机发出的控制信号，三极管的集电极与开关管的栅极相连，开关管的源极连接主电流电路中电流的输入端，开关管的漏极连接主电流电路中电流的输出端，所述霍尔电流传感器的信号输出端与单片机的AD转换模块连接；单片机与通信电路、复位电路、告警电路及温度检测电路相连，单片机通过串并转换电路与状态显示电路连接。
在上述技术方案中，单片机采用STM32F103单片机。
在上述技术方案中，所述的通信电路采用RS485接口芯片。进一步的，RS485接口芯片采用MAX14840E。
在上述技术方案中，所述的串并转换电路包括串并转换芯片74HC595，所述的状态显示电路包括双色二极管，其中，单片机电路与串并转换芯片连接，串并转换芯片的输出直接与双色二极管相连。
在上述技术方案中，所述的温度检测电路包括温度检测芯片DS18B20。
在上述技术方案中，所述的告警电路包括三极管VT2、蜂鸣器和发光二极管VD5，三级管VT2的基极与单片机相连，三极管VT2的集电极与蜂鸣器相连，发光二极管VD5的阴极接地，阳极连接到单片机。
在上述技术方案中，所述基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，还包括电源电路，电源电路与主电流电路、单片机电路、串并转换电路、状态显示电路、温度检测电路及通信电路相连提供工作电压。
在上述技术方案中，所述的电源电路包括两个电源芯片,其中一个为DCD电源芯片，该电源管理芯片的输入电压为24V,输出电压为5V；另一个为LDO芯片，输入电压为5V，输出电压为3.3V。
本实用新型效果是：
与现有技术相比，本实用新型具有低成本、高精度、电路简单等特点，本系统设计的是一种基于霍尔电流传感器的多通道高精度电流检测与保护装置，设计中采用单片机作为主控芯片，与霍尔电流传感器共同实现了电流/电压和模拟/数字的转换，具有成本低，高灵敏度和高精度的特点；本系统采用的是RS485网络与外部设备进行通讯，不仅可靠性比较高，而且具有强大的组网能力；本系统中采用的单片机可以十分方便的对系统软件进行升级维护，本系统也具有很强的环境适应能力，系统稳定性好，有较强的抗干扰能力。
附图说明
图1是多通道电流检测与保护系统的结构框图。
图2是主电流电路示意图。
图3是电源电路示意图。
图4是串并转换电路示意图。
图5是告警电路示意图。
图6是温度检测电路示意图。
图7是通信电路示意图。
图8是单片机电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，包括：单片机、主电流电路、温度检测电路、串并转换电路、状态显示电路、告警电路、复位电路、通信电路、以及电源电路，其中，单片机与主电流电路中的相关电路互连，单片机与通信电路、复位电路、告警电路及温度检测电路相连，单片机通过串并转换电路与状态显示电路连接，所述电源电路与主电流电路、单片机电路、串并转换电路、状态显示电路、温度检测电路及通信电路相连提供工作电压。
如图2所示，所述的主电流电路包括：三极管VT1、MOSFET开关管、霍尔电流传感器(型号为LTS15-NP)，其中三极管VT1的基极通过电阻R4与单片机相连，接收单片机发出的控制信号，三极管VT1的集电极通过电阻R2与开关管的栅极相连，开关管的源极连接主电流电路中电流的输入端，开关管的漏极连接主电流电路中电流的输出端；霍尔电流传感器的信号输出端与单片机的AD转换模块连接，当电流流经霍尔电流传感器时，霍尔电流传感器将电流信号转换成电压信号，并将该电压信号传送给单片机(单片机的AD转换模块将模拟电压信号转换为数字信号)。
如图3所示，所述的电源电路包括两个电源芯片。因为本设计系统中芯片的供电需要+5V和+3.3V两种电源，一个DCDC电源芯片和一个LDO芯片。DCDC电源芯片MPQ4558DN，该芯片的工作参数：输入电压3.8V-55V，输出电压0.8V-52V，输出电流1A。LDO电源芯片采用MIC5219-3.3，该芯片能够满足工作要求，且价格比较低，其工作参数：输入电压2.5V-5.5V，输出电压为0V-VIN，输出电流为500mA。
如图4所示，所述的串并转换电路包括串并转换芯片74HC595，所述的状态显示电路包括双色二极管。串并转换芯片74HC595需要+5V供电，该芯片的SDI、STCP、SHCP引脚与单片机相连，将单片机发送过来的串行数据，转换成8位并行输出的数据，这8位并行输出连接到双色发光二极管，这样就达到了显示电路工作状态。
如图5所示，所述的告警电路包括三极管VT2、蜂鸣器和发光二极管VD5。三级管VT2的基极通过一个限流电阻R26与单片机相连，三极管VT2的集电极通过一个限流电阻R25与蜂鸣器相连，发光二极管VD5的阴极接地，阳极通过一个限流电阻R101连接到单片机，单片机控制其亮灭。
如图6所示，所述的温度检测电路中的温度检测芯片为DS18B20，该芯片的通信格式比较简单，电路图也比较简单，价格比较便宜。只需要一个数据信号线与单片机相连。
如图7所示，所述的通信电路包括一RS485接口芯片，其采用MAX14840E接口芯片，工作参数：工作电压+3.3V，40Mbps，传输延迟30ns，电流功耗约为10uA。
如图8所述，所述的单片机采用STM32F103单片机，其中：单片机一部分IO接口控制主电流电路中的三极管，进而控制MOSFET开关管，对电流通路进行通断控制；单片机的AD转换模块与霍尔电流传感器的输出相连，对霍尔电流传感器转换过来的电压信号进行数据处理，通过计算得到的电流值判断电流的工作状态，通过串并转换电路进行各通路的状态显示；如果电流通路有异常，单片机会向蜂鸣器和发光二极管发出信号，利用蜂鸣器和发光二极管进行告警；单片机通过PA1接口与温度传感器的输出相连，读取温度传感器的检测数据；单片机引脚PA11、PA10、PA9分别于RS485接口芯片MAX14840E的引脚RE、RO、DI相连，完成数据的使能控制、数据接收和数据发送功能。
系统上电之后，单片机电路按照既定程序，将相关信号送至主电流电路处，主电流电路的三极管接收到单片机电路发过来的控制信号，继而使得MOSFET开关管打开，此时主电流电路导通。当电流流经霍尔电流传感器时，电流传感器将电流信号转换成电压信号，电压信号进入单片机电路，经过单片机中数模转换后，换算成主电流电路的电流值。单片机电路根据每个通路的电流值判断出每条通路的工作状态，通过串并转换电路，把各个通路的工作状态在状态显示电路中展现出来。如果有电流值超过设定值时，单片机电路会输出相关控制信号到告警电路，此时故障灯会亮起且蜂鸣器同时响起，此时单片机电路发出控制信息到主电流电路，通过控制三极管，将主电流电路中的通路断开；并且单片机电路会利用通信电路将故障信息上传至监测主机等其他装置，并将故障信息保存。如果该系统的工作环境或者相关器件不正常工作，导致系统温度过高，温度检测电路会将温度信息上传单片机电路，单片机电路进而控制主电流电路的通断。
本实用新型可以应用于多种领域的电流检测与保护场合，其中使用的霍尔电流传感器具有较大的模拟输出信号，不需要进行繁琐的差分放大及使用带通滤波等处理，只需要简单的缓冲和滤波后即可传送到单片机中进行模数转换，这样不仅能够减少系统的硬件成本，还可以提供电流的检测速度与精度，提高系统的可靠性。本系统采用的是RS485网络与外部设备进行通讯，不仅可靠性比较高，而且具有强大的组网能力；本系统中采用的单片机可以十分方便的对系统软件进行升级维护，本系统也具有很强的环境适应能力，系统稳定性好，有较强的抗干扰能力。
Claims (8)
1.一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，其特征在于：包括单片机、主电流电路、串并转换电路、通信电路、复位电路、状态显示电路、告警电路、温度检测电路，其中，所述的主电流电路包括三极管、MOSFET开关管和霍尔电流传感器,三极管的基极与单片机相连，接收单片机发出的控制信号，三极管的集电极与开关管的栅极相连，开关管的源极连接主电流电路中电流的输入端，开关管的漏极连接主电流电路中电流的输出端，所述霍尔电流传感器的信号输出端与单片机的AD转换模块连接；单片机还与通信电路、复位电路、告警电路及温度检测电路相连，单片机通过串并转换电路与状态显示电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，其特征在于：单片机采用STM32F103单片机。
3.根据权利要求1所述的一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，其特征在于：所述的通信电路采用RS485接口芯片。
4.根据权利要求2所述的一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，其特征在于：RS485接口芯片采用MAX14840E。
5.根据权利要求1所述的一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，其特征在于：所述的串并转换电路包括串并转换芯片74HC595，所述的状态显示电路包括双色二极管，其中，单片机电路与串并转换芯片连接，串并转换芯片的输出直接与双色二极管相连。
6.根据权利要求1所述的一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，其特征在于：所述的温度检测电路包括温度检测芯片DS18B20。
7.根据权利要求1所述的一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，其特征在于：所述的告警电路包括三极管VT2、蜂鸣器和发光二极管VD5，三级管VT2的基极与单片机相连，三极管VT2的集电极与蜂鸣器相连，发光二极管VD5的阴极接地，阳极连接到单片机。
8.根据权利要求1所述的一种基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统，其特征在于：所述基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统还包括电源电路，电源电路与主电流电路、单片机电路、串并转换电路、状态显示电路、温度检测电路及通信电路相连提供工作电压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820610164.XU CN208568903U (zh) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | 基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820610164.XU CN208568903U (zh) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | 基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208568903U true CN208568903U (zh) | 2019-03-01 |
Family
ID=65481448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820610164.XU Active CN208568903U (zh) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | 基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208568903U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110542788A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-06 | 武汉理工大学 | 一种复合电流频率传感器 |
-
2018
- 2018-04-26 CN CN201820610164.XU patent/CN208568903U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110542788A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-06 | 武汉理工大学 | 一种复合电流频率传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201188050Y (zh) | 一种基于多传感器的sf6气体泄漏在线监测装置 | |
| CN104333364A (zh) | 一种交流固态继电器及该继电器负载回路的故障检测方法 | |
| CN204231318U (zh) | 一种交流固态继电器 | |
| CN103207331B (zh) | 防雷器损坏的开关量及接地电阻实时在线监测系统及方法 | |
| CN107656467A (zh) | 一种基于物联网配电管理系统及其在线监控的方法 | |
| CN102798786A (zh) | 通用智能型防雷监测模块及方法 | |
| CN203415084U (zh) | 基于gprs通信技术的供暖锅炉远程监测系统 | |
| CN102255275A (zh) | 一种直流低压断路器保护装置 | |
| CN203422459U (zh) | 一种弱电机房电池动力运行状态远程检测系统 | |
| CN107946767A (zh) | 一种基于can总线的天线倒伏控制装置 | |
| CN208568903U (zh) | 基于霍尔电流传感器的多通道电流检测与保护系统 | |
| CN103530969A (zh) | 火灾报警控制器回路单元及其控制方法 | |
| CN103248003B (zh) | 室外综合机柜的电源输入保护装置与方法 | |
| CN202008594U (zh) | 多台电机故障监测装置 | |
| CN207303977U (zh) | 智能断路器 | |
| CN101788616A (zh) | 基于温度传感器的浪涌保护器检测装置 | |
| CN102621936A (zh) | 一种多用途智能型串口控制器 | |
| CN205177729U (zh) | 多功能断路器 | |
| CN104317380A (zh) | 一种ups电源异常监控及报警方法 | |
| CN207923315U (zh) | 智慧安全用电监控探测器用温度监控电路 | |
| CN201191636Y (zh) | 电池组监控系统 | |
| CN106771842A (zh) | 一种熔断器在线监测系统 | |
| CN104678255A (zh) | 一种智能电测仪控制系统 | |
| CN205539304U (zh) | 一种光纤复合架空地线监测终端及系统 | |
| CN205138548U (zh) | 一种温湿度测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |