CN209311553U - 一种用于铁路设备的电流监测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于铁路设备的电流监测电路，包括依次连接的电流采集电路、第一跟随电路、模拟隔离电路以及第二跟随电路；所述电流采集电路用于将铁路设备的电流信号转换为电压信号，所述电压信号经所述第一跟随电路增强负载能力后送入所述模拟隔离电路；所述模拟隔离电路对所述电压信号进行隔离变换，隔离变换后的电压信号经所述第二跟随电路增强负载能力后送入至模拟采样接口。本实用新型通过采样电阻、多个运算放大器和一个模拟光隔耦合器组成了铁路设备的监测电路，使用时只需将采样电阻串联到铁路设备的供电电路中即可，使用方法简单。同时由于采用的芯片多为运算放大器，而运算放大器的成本低，所以本实用新型还具有生产成本低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电流监测电路，具体的说，涉及了一种用于铁路设备的电流监测电路。
背景技术
在铁塔监测系统中，需要控制多种设备，往往通过控制继电器来打开设备，但是设备是否正常打开，往往无法监控，从而因为不能实时的掌握设备的状态而导致数据的丢失的现象时有发生。现有的监测系统中多采用电流监测，通过判断铁路设备中电路是否正常来判断是否正常打开设备。然而传统的电流监测电路多采用精度高的电流采集芯片来使用，这类电流采集芯片成本高且更新换代快。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种监测精准、生产成本低的用于铁路设备的电流监测电路。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于铁路设备的电流监测电路，包括依次连接的电流采集电路、第一跟随电路、模拟隔离电路以及第二跟随电路，所述电流采集电路用于将铁路设备的电流信号转换为电压信号，所述电压信号经所述第一跟随电路增强负载能力后送入所述模拟隔离电路；所述模拟隔离电路对所述电压信号进行隔离变换；隔离变换后的电压信号经所述第二跟随电路增强负载能力后被送入至模拟采样接口。
基于上述，所述电流采集电路包括电流采样电阻和电流采样芯片INA138，所述电流采样电阻串联在铁路设备的供电电路中，所述电流采样芯片INA138的VIN+引脚和VIN-引脚分别连接所述电流采样电阻的两端，所述电流采样芯片INA138的输出引脚OUT通过RC滤波电路接-12V电源；所述电流采样芯片INA138的V+引脚接5VAA电源，所述电流采样芯片INA138的GND引脚接-12V电源。
基于上述，所述第一跟随电路包括运算放大器，所述运算放大器包括运放A和运放B，所述运放B的正输入引脚连接所述电流采集电路，所述运放B的输出引脚连接所述运放B的负输入引脚；所述运放B的输出引脚还通过分压电组连接所述运放A的负输入引脚，所述运放A的正输入引脚接-12V电源，所述运放A的输出引脚通过电容反馈至所述运放A的负输入引脚，所述运算放大器的负电源端连接12V-，所述运算放大器的正电源引脚通过电容接12V-。
基于上述，所述模拟隔离电路包括模拟光隔耦合器HCR200，所述运放A的输出引脚连接所述模拟光隔耦合器HCR200的第一输入引脚，所述运放A的正电源引脚通过电阻连接所述模拟光隔耦合器HCR200的第二输入引脚，所述运放B的输出引脚连接所述模拟光隔耦合器HCR200的第三输入引脚，所述模拟光隔耦合器HCR200的第三输入引脚和所述模拟光隔耦合器HCR200的第四输入引脚之间并联有电容，所述模拟光隔耦合器HCR200的第四输入引脚接12V，所述模拟光隔耦合器HCR200的第三输出引脚通过RC滤波电路接12V-，所述模拟光隔耦合器HCR200的第四输出引脚接5VA电源。
基于上述，所述第二跟随电路包括运算放大器，所述运算放大器的正输入引脚连接所述模拟隔离电路的输出端，所述运算放大器的输出引脚直接连接所述运算放大器的负输入引脚，所述运算放大器的输出引脚还通过电阻和电容连接模拟采样接口，所述运算放大器的负电源端连接VSSA，所述运算放大器的正电源端连接5VA电源，5VA电源还通过电容接地。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过采样电阻、多个运算放大器和一个模拟光隔耦合器组成了铁路模拟设备的监测电路，使用时只需将采样电阻串联到模拟设备的供电电路中即可，该电路设计科学、使用方法简单。同时由于采用的芯片多为运算放大器，且运算放大器的成本低，因而本实用新型也具有生产成本低的优点。
附图说明
图1是本实用新型的原理图
图2是本实用新型的电路结构示意图。
图中：1.电流流采集电路；2.第一跟随电路；3.模拟隔离电路；4.第二跟随电路。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1和图2所示，本实用新型提供一种用于铁路设备的电流监测电路，该电流监测电路包括依次连接的电流采集电路、第一跟随电路、模拟隔离电路以及第二跟随电路。
所述电流采集电路用于将铁路设备的电流信号转换为电压信号，具体的，所述电流采集电路包括电流采样电阻R18和电流采样芯片U8，所述电流采样电阻R18串联在铁路设备的供电电路中，所述电流采样芯片INA138的VIN+引脚和VIN-引脚分别连接所述电流采样电阻R18的两端，所述电流采样芯片INA138的输出引脚OUT通过电阻R62和电容C37组成的RC滤波电路接-12V电源；所述电流采样芯片INA138的V+引脚接5VAA电源，所述电流采样芯片INA138的GND引脚接-12V电源。
所述第一跟随电路用于增强所述电压信号的负载能力，具体的，所述第一跟随电路包括运算放大器U9A，所述运算放大器U9包括运放U9A和运放U9B，所述运放U9B的正输入引脚连接所述电流采样芯片INA138的输出引脚OUT，所述运放U9B的输出引脚连接所述运放U9B的负输入引脚；所述运放U9B的输出引脚还通过分压电组R63连接所述运放U9A的负输入引脚，所述运放U9A的正输入引脚接-12V电源，所述运放U9A的输出引脚通过电容C38反馈至所述运放U9A的负输入引脚，所述运算放大器U9的负电源端连接12V-，所述运算放大器U9的正电源引脚通过电容C39接12V-。
所述模拟隔离电路对所述电压信号进行隔离变换，具体的，所述模拟隔离电路包括模拟光隔耦合器U10，所述运放U9A的输出引脚连接所述模拟光隔耦合器U10的第一输入引脚，所述运放U9A的正电源引脚通过电阻R64连接所述模拟光隔耦合器U10的第二输入引脚，所述运放U9B的输出引脚连接所述模拟光隔耦合器U10的第三输入引脚，所述模拟光隔耦合器U10的第三输入引脚和所述模拟光隔耦合器U10的第四输入引脚之间并联有电容C40，所述模拟光隔耦合器U10的第四输入引脚接12V，所述模拟光隔耦合器U10的第三输出引脚通过电阻R65和电容C41组成的RC滤波电路接12V-，所述模拟光隔耦合器U10的第四输出引脚接5VA电源。
所述第二跟随电路同样用于增强所述电压信号的增强负载能力，并将增强负载能力的所述电压信号送入至模拟采样接口。具体的，所述第二跟随电路包括运算放大器U11，所述运算放大器U11的正输入引脚连接所述模拟光隔耦合器U10的第四输出引脚，所述运算放大器U11的输出引脚直接连接所述运算放大器U11的负输入引脚，所述运算放大器U11的输出引脚还通过电阻R66和电容C43连接模拟采样接口，所述运算放大器U11的负电源端连接VSSA，所述运算放大器U11的正电源端连接5VA电源，5VA电源还通过电容接地。
优选的，所述电流采样芯片U8为电流采样芯片INA138，所述运算放大器U9、所述运算放大器U11均为运算放大器LM258，所述模拟光隔耦合器U10为高线性模拟光隔耦合器HCR200。
本电流监测电路的工作原理为：将所述电流采样电阻串联在铁路设备的供电电路中，通过所述电流采样芯片INA将所述电流采样电阻两端的电压信号采集出来，所述电压信号经所述第一跟随电路增强负载能力、经所述模拟隔离电路的隔离转换、以及经所述第二跟随电路增强负载能力后被送入至模拟采样接口，经模拟采样接口上传至监控终端，由于所述电流采样电阻的阻值是已知的，工作人员可以根据接收到的电压信号和电流采样电阻的已知阻值计算出流经所述电流采样电阻的电流值，该电流值即为铁路设备的电流值。
本实用新型通过采样电阻、多个运算放大器和一个模拟光隔耦合器组成了铁路模拟设备的监测电路，使用时只需将采样电阻串联到模拟设备的供电电路中即可，该电路设计科学、使用方法简单。同时由于采用的芯片多为运算放大器，且运算放大器的成本低，因而本实用新型也具有生产成本低的优点。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种用于铁路设备的电流监测电路，其特征在于：包括依次连接的电流采集电路、第一跟随电路、模拟隔离电路以及第二跟随电路，所述电流采集电路用于将铁路设备的电流信号转换为电压信号，所述电压信号经所述第一跟随电路增强负载能力后送入所述模拟隔离电路；所述模拟隔离电路对所述电压信号进行隔离变换；隔离变换后的电压信号经所述第二跟随电路增强负载能力后被送入至模拟采样接口。
2.根据权利要求1所述的用于铁路设备的电流监测电路，其特征在于：所述电流采集电路包括电流采样电阻和电流采样芯片INA138，所述电流采样电阻串联在铁路设备的供电电路中，所述电流采样芯片INA138的VIN+引脚和VIN-引脚分别连接所述电流采样电阻的两端，所述电流采样芯片INA138的输出引脚OUT通过RC滤波电路接-12V电源；所述电流采样芯片INA138的V+引脚接5VAA电源，所述电流采样芯片INA138的GND引脚接-12V电源。
3.根据权利要求1或2所述的用于铁路设备的电流监测电路，其特征在于：所述第一跟随电路包括运算放大器，所述运算放大器包括运放A和运放B，所述运放B的正输入引脚连接所述电流采集电路，所述运放B的输出引脚连接所述运放B的负输入引脚；所述运放B的输出引脚还通过分压电组连接所述运放A的负输入引脚，所述运放A的正输入引脚接-12V电源，所述运放A的输出引脚通过电容反馈至所述运放A的负输入引脚，所述运算放大器的负电源端连接12V-，所述运算放大器的正电源引脚通过电容接12V-。
4.根据权利要求3所述的用于铁路设备的电流监测电路，其特征在于：所述模拟隔离电路包括模拟光隔耦合器HCR200，所述运放A的输出引脚连接所述模拟光隔耦合器HCR200的第一输入引脚，所述运放A的正电源引脚通过电阻连接所述模拟光隔耦合器HCR200的第二输入引脚，所述运放B的输出引脚连接所述模拟光隔耦合器HCR200的第三输入引脚，所述模拟光隔耦合器HCR200的第三输入引脚和所述模拟光隔耦合器HCR200的第四输入引脚之间并联有电容，所述模拟光隔耦合器HCR200的第四输入引脚接12V，所述模拟光隔耦合器HCR200的第三输出引脚通过RC滤波电路接12V-，所述模拟光隔耦合器HCR200的第四输出引脚接5VA电源。
5.根据权利要求1或2所述的用于铁路设备的电流监测电路，其特征在于：所述第二跟随电路包括运算放大器，所述运算放大器的正输入引脚连接所述模拟隔离电路的输出端，所述运算放大器的输出引脚直接连接所述运算放大器的负输入引脚，所述运算放大器的输出引脚还通过电阻和电容连接模拟采样接口，所述运算放大器的负电源端连接VSSA，所述运算放大器的正电源端连接5VA电源，5VA电源还通过电容接地。
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| CN111158419A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-15 | 维沃移动通信有限公司 | 一种供电电路、电流采集方法和电子设备 |
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