CN210863875U - 一种智能霍尔电流变送器电路 - Google Patents
一种智能霍尔电流变送器电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种智能霍尔电流变送器电路,包括电源保护电路、电源电路、霍尔电流传感器、信号处理电路和主控制电路,电源与电源保护电路电连接,电源保护电路与电源电路的电连接,电源电路分别与霍尔传感器HG、信号处理电路和主控制电路电连接,霍尔电流传感器与信号处理电路电连接,信号处理电路与主控制电路电连接。本实用新型通过电源保护电路对电源电路进行保护,并且通过电源电路分别为霍尔传感器HG、信号处理电路和主控制电路供电,霍尔电流传感器实时检测电流感应信号,经由信号处理电路进行信号处理后,最终由主控制电路读取准确的电流值,整个电路体积小,安装方便,产品功耗低,监测精度高,并且成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子线路技术领域,尤其涉及一种智能霍尔电流变送器电路。
背景技术
在工业现场,电流电压参数的监测采集是电力系统必不可少的,交流电流电压都可以通过互感器变比后采集,都有隔离功能,但是针对直流电流的采集,当有些采用直流分流器进行采集时往往不具备隔离功能,当采用霍尔电流变送器时、有隔离输入的效果、却监测精度不高。
霍尔电流变送器的设计和开发也逐渐成熟,已经有很多类型和款式,大部分都是模拟式设计,即通过电位器来调整输出信号的零点和满度,所以常用开环式结构的检测精度一般为1.0%左右,闭环式结构检测精度稍微要好点,即使是进口产品也只在0.5%左右,而且进口产品价格是国产价格的4-5 倍,比较昂贵。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种智能霍尔电流变送器电路。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种智能霍尔电流变送器电路,包括电源保护电路、电源电路、霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路,电源与所述电源保护电路电连接,所述电源保护电路与所述电源电路的电连接,所述电源电路分别与所述霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路电连接,所述霍尔电流传感器HG与信号处理电路电连接,所述信号处理电路与所述主控制电路电连接。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的智能霍尔电流变送器电路,通过所述电源保护电路对电源电路进行保护,并且通过电源电路分别为所述霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路供电,所述霍尔电流传感器 HG实时检测电流感应信号,经由所述信号处理电路进行信号处理后,最终由所述主控制电路读取准确的电流值,整个电路体积小,安装方便,产品功耗低,监测精度高,并且成本低廉。
在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进:
进一步:所述电源保护电路包括自恢复保险丝PTC、瞬态抑制二极管TVS、共模电感L1和二极管D1,电源正极通过所述自恢复保险丝PTC与所述瞬态抑制二极管TVS的负极电连接,所述瞬态抑制二极管TVS的正极与电源地电连接,所述瞬态抑制二极管TVS的负极与所述共模电感L1其中一个绕组的一端电连接,所述共模电感L1的另一个绕组对应一端接电源地,所述共模电感L1一个绕组的另一端与所述二极管D1的正极电连接,所述二极管D1 的负极与所述电源电路电连接,所述共模电感L1另一个绕组的另一端接地。
上述进一步方案的有益效果是:通过所述自恢复保险丝PTC可以在线路过流时快速断开,而且事后能自恢复到正常导通状态,通过所述瞬态抑制二极管TVS可以提供电压冲击过高的浪涌保护,避免浪涌冲击电压过高,损坏所述电源电路,通过所述二极管D1可以起到反接保护作用,保证电源的正负极接反时不损坏产品,产品不能正常工作,当接线恢复正常时能正常工作。
进一步:所述电源保护电路还包括阻容吸收电路,所述阻容吸收电路包括电阻R0和电容C0,所述电阻R0和电容C0串联后并联在所述瞬态抑制二极管TVS的负极与正极之间。
上述进一步方案的有益效果是:通过所述阻容吸收电路可以对电源输入的电压信号进行滤波,除去信号中的杂波成分,保证输出信号的稳定性,既能提高抗干扰能力、又不影响产品的绝缘强度。
进一步:所述电源电路包括电容C1、稳压管Q1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电源反相器U2和稳压管Q2,所述电容C1电连接在所述电源保护电路的两个输出端之间,所述稳压管Q1的输入端与所述电源保护电路的一个输出端电连接,所述稳压管 Q1的输入端作为第一输出端,所述稳压管Q1的输出端与所述电源反相器U2的电源输入端电连接,所述稳压管Q1的接地端通过所述电阻R1接地,所述稳压管Q1的接地端与输出端之间通过所述电阻R2电连接,所述稳压管Q1 的输出端与地之间并联有所述电容C2和电容C3,所述电源反相器U2的电源输入端作为第二输出端分别与所述信号处理电路的正电源输入端和霍尔电流传感器HG的电源输入端电连接,所述电源反相器U2的储能电容正极与储能电容负极之间电连接所述电容C6,所述电源反相器U2的输出端与通过所述电容C7接地,所述电源反相器U2的接地端接地,所述电源反相器U2的输出端作为第三输出端与所述信号处理电路的负电源输入端电连接,所述稳压管Q1的输出端与所述稳压管Q2的输入端电连接,所述稳压管Q2的输出端与地之间并联有所述电容C4和电容C5,所述稳压管Q2的接地端接地,所述稳压管Q2的输出端作为第四输出端与所述主控制电路的电源输入端电连接。
上述进一步方案的有益效果是:通过所述电源电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别输出不同的电压,针对所述霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路分别提供相匹配的电源,保证整个电路正常工作。
进一步:所述信号处理电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、运算放大器 U4、运算放大器U5、运算放大器U6和运算放大器U7,所述电源电路的第二输出端与所述霍尔电流传感器HG的电源输入端电连接,所述霍尔电流传感器HG的接地端接地,所述霍尔电流传感器HG的一个输出端与所述运算放大器U4的同相输入端电连接,所述运算放大器U4的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R7,所述运算放大器U4的反相输入端通过所述电阻R6 与所述运算放大器U5的反相输入端电连接,所述运算放大器U5的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R8,所述运算放大器U5的同相输入端通过所述电阻R5与所述霍尔电流传感器HG的另一个输出端电连接,所述运算放大器U5的输出端通过所述电阻R10与所述运算放大器U6的同相输入端电连接,所述运算放大器U6的反相输入端通过所述电阻R11接地,所述运算放大器U6的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R12,所述运算放大器U6的输出端通过所述电阻R13与所述运算放大器U7的反相输入端电连接,所述运算放大器U7的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R14,所述运算放大器U7的同相输入端通过所述电阻R9与所述运算放大器U4的输出端电连接,所述运算放大器U7的输出端与地之间顺次串联有所述电阻R15、电容C15、电容C16和电阻R16,且所述电阻R15和电容C15的公共端与所述主控制电路的正信号输入端电连接,所述电容C15和电容C16的公共端接地,所述电容C16和电阻R16的公共端与所述主控制电路的负信号输入端电连接。
上述进一步方案的有益效果是:通过所述运算放大器U4将所述霍尔电流传感器HG输出的电流感应信号进行差分放大处理,再通过运算放大器U5 放大后由运算放大器U6和运算放大器U7两级电路实现差分信号的比例放大,转换成稳定的直流电压信号输出至主控制电路。
进一步:所述的智能霍尔电流变送器电路还包括变送输出电路,所述变送输出电路的电源输入端与所述电源电路的第一出输出端电连接,所述变送输出电路的信号输入端与所述主控制电路的信号输出端电连接,所述变送输出电路的输出端对外输出检测电流信号。
上述进一步方案的有益效果是:通过所述变送输出电路可以对所述主控制电路输出的PWM信号进行滤波,并转换成标准的直流电压信号,最终输出稳定的电流信号。
进一步:所述变送输出电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻 R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容 C17、电容C18、电容C19、稳压二极管D2、三极管Q3、运算放大器U8、运算放大器U9和运算放大器U10,所述主控制电路的信号输出端与所述运算放大器U8的同相输入端之间顺次串联有所述电阻R17和电阻R18,所述电阻R17和电阻R18公共端通过所述电容C17接地,所述运算放大器U8的同相输入端通过电容C18接地,所述运算放大器U8的反相输入端通过所述电阻R19 接地,所述运算放大器U8的反相输入端与输出端之间并联有与所述电容C19 和电阻R20,所述运算放大器U8的输出端通过所述电阻R21与所述运算放大器U9的同相输入端电连接,所述运算放大器U9的反相输入端通过所述电阻 R23接地,所述运算放大器U9的同相输入端通过所述电阻R22与所述运算放大器U10的输出端电连接,所述运算放大器U10的反相输入端和输出端电连接,所述运算放大器U10的同相输入端作为正信号输出端,所述运算放大器 U10的同相输入端与外接电流表mA的正极电连接,外接电流表mA的负极接地,外接电流表mA的负极作为负信号输出端,所述运算放大器U10的同相输入端通过所述电阻R26与所述三极管Q3的发射极电连接,所述三极管Q3 的发射极通过所述电阻R24与所述运算放大器U9的反相输入端电连接,所述三极管Q3的集电极与所述稳压二极管D2的正极电连接,所述稳压二极管 D2的负极与所述电源电路的第一输出端电连接,所述三极管Q3的基极通过所述电阻R25与所述运算放大器U9的输出端电连接。
上述进一步方案的有益效果是:通过所述变送输出电路可以经由所述主控制电路A/D转换输出的PWM信号进行两级滤波,并转换成标准的直流电压信号,通过所述运算放大器U8对其进行比例放大,再通过运算放大器U9转换、反馈,实现电压/电流的转换,输出稳定的电流信号。
进一步:所述的智能霍尔电流变送器电路还包括通讯电路,所述通讯电路分别与所述主控制电路和外部终端电连接,所述通讯电路与所述电源电路的第四输出端电连接。
上述进一步方案的有益效果是:通过所述通讯电路将检测的电流信号直接传输至外部终端,从而方便外部终端直接读取实际监测的电流值,大大的方便了智能电力系统、智能电网平台对电力参数的远程监控,同时方便对产品量程范围进行校准。
附图说明
图1为本实用新型的智能霍尔电流变送器电路结构示意图;
图2为本实用新型的电源保护电路和电源电路的电路图;
图3为本实用新型的信号处理电路的电路图;
图4为本实用新型的变送输出电路的电路图;
图5为本实用新型的主控制电路和通讯电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示,一种智能霍尔电流变送器电路,包括电源保护电路、电源电路、霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路,电源与所述电源保护电路电连接,所述电源保护电路与所述电源电路的电连接,所述电源电路分别与所述霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路电连接,所述霍尔电流传感器HG与信号处理电路电连接,所述信号处理电路与所述主控制电路电连接。
本实用新型的智能霍尔电流变送器电路,通过所述电源保护电路对电源电路进行保护,并且通过电源电路分别为所述霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路供电,所述霍尔电流传感器HG实时检测电流感应信号,经由所述信号处理电路进行信号处理后,最终由所述主控制电路读取准确的电流值,整个电路体积小,安装方便,产品功耗低,监测精度高,并且成本低廉。
如图2所示,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述电源保护电路包括自恢复保险丝PTC、瞬态抑制二极管TVS、共模电感L1和二极管D1,电源正极通过所述自恢复保险丝PTC与所述瞬态抑制二极管TVS的负极电连接,所述瞬态抑制二极管TVS的正极与电源地电连接,所述瞬态抑制二极管 TVS的负极与所述共模电感L1其中一个绕组的一端电连接,所述共模电感 L1的另一个绕组对应一端接电源地,所述共模电感L1一个绕组的另一端与所述二极管D1的正极电连接,所述二极管D1的负极与所述电源电路电连接,所述共模电感L1另一个绕组的另一端接地。本实用新型中,所述电源保护电路采用宽电源设计,Vcc电源电压范围是DC 12-36V、额定电压是DC 24V,通过所述保险丝PTC可以在线路过流时快速断开,而且事后能自恢复到正常导通状态,通过所述瞬态抑制二极管TVS可以提供电压冲击过高的浪涌保护,避免浪涌冲击电压过高,损坏所述电源电路,通过所述二极管D1可以起到反接保护作用,保证电源的正负极接反时不损坏产品,产品不能正常工作,当接线恢复正常时能正常工作。
在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述电源保护电路还包括阻容吸收电路,所述阻容吸收电路包括电阻R0和电容C0,所述电阻R0和电容 C0串联后并联在所述瞬态抑制二极管TVS的负极与正极之间。通过所述阻容吸收电路可以对电源输入的电压信号进行滤波,除去信号中的杂波成分,保证输出信号的稳定性,既能提高抗干扰能力、又不影响产品的绝缘强度。
如图2所示,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述电源电路包括电容C1、稳压管Q1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电源反相器U2和稳压管Q2,所述电容C1电连接在所述电源保护电路的两个输出端之间,所述稳压管Q1的输入端与所述电源保护电路的一个输出端电连接,所述稳压管Q1的输入端作为第一输出端,所述稳压管Q1的输出端与所述电源反相器U2的电源输入端电连接,所述稳压管Q1的接地端通过所述电阻R1接地,所述稳压管Q1的接地端与输出端之间通过所述电阻R2电连接,所述稳压管Q1的输出端与地之间并联有所述电容C2和电容C3,所述电源反相器U2的电源输入端作为第二输出端分别与所述信号处理电路的正电源输入端和霍尔电流传感器HG的电源输入端电连接,所述电源反相器U2的储能电容正极与储能电容负极之间电连接所述电容C6,所述电源反相器U2的输出端与通过所述电容C7接地,所述电源反相器U2的接地端接地,所述电源反相器U2的输出端作为第三输出端与所述信号处理电路的负电源输入端电连接,所述稳压管Q1的输出端与所述稳压管Q2的输入端电连接,所述稳压管Q2的输出端与地之间并联有所述电容 C4和电容C5,所述稳压管Q2的接地端接地,所述稳压管Q2的输出端作为第四输出端与所述主控制电路的电源输入端电连接。通过所述电源电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别输出不同的电压,针对所述霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路分别提供相匹配的电源,保证整个电路正常工作。这里,所述电源反相器U2采用I CL7660电源反相芯片。
本实用新型的实施例中,所述电源电路将供电的DC 24V电源转换成所需要的4个电压等级,通过电源保护电路处理后的DC 24V直接给变送输出电路提供电源V1,然后又通过稳压管Q1转换成稳定的5V电压V2,5V电压 V2再通过电源反向器U2转换成稳定的-5V电压V3,电压V2、V3同时给信号处理电路供电,电压V2再通过稳压管Q2转换成稳定的3.3V电压V4,给主控制电路供电,同时还给通讯电路提供电源。
如图3所示,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述信号处理电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、运算放大器U4、运算放大器U5、运算放大器U6和运算放大器U7,所述电源电路的第二输出端与所述霍尔电流传感器 HG的电源输入端电连接,所述霍尔电流传感器HG的接地端接地,所述霍尔电流传感器HG的一个输出端与所述运算放大器U4的同相输入端电连接,所述运算放大器U4的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R7,所述运算放大器U4的反相输入端通过所述电阻R6与所述运算放大器U5的反相输入端电连接,所述运算放大器U5的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R8,所述运算放大器U5的同相输入端通过所述电阻R5与所述霍尔电流传感器HG的另一个输出端电连接,所述运算放大器U5的输出端通过所述电阻R10与所述运算放大器U6的同相输入端电连接,所述运算放大器U6的反相输入端通过所述电阻R11接地,所述运算放大器U6的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R12,所述运算放大器U6的输出端通过所述电阻 R13与所述运算放大器U7的反相输入端电连接,所述运算放大器U7的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R14,所述运算放大器U7的同相输入端通过所述电阻R9与所述运算放大器U4的输出端电连接,所述运算放大器 U7的输出端与地之间顺次串联有所述电阻R15、电容C15、电容C16和电阻R16,且所述电阻R15和电容C15的公共端与所述主控制电路的正信号输入端电连接,所述电容C15和电容C16的公共端接地,所述电容C16和电阻R16 的公共端与所述主控制电路的负信号输入端电连接。通过所述运算放大器U4 将所述霍尔电流传感器HG输出的电流感应信号进行差分放大处理,再通过运算放大器U5放大后由运算放大器U6和运算放大器U7两级电路实现差分信号的比例放大,转换成稳定的直流电压信号输出至主控制电路。
霍尔电流传感器HG直接由稳定的5V电压V2供电,当绕有电磁线圈的铁氧体磁环产生磁场且穿芯电缆有直流电流通过时,切割磁力线、改变磁场强度,霍尔电流传感器HG输出一定的电动势,随着直流电流输入变大,霍尔电流传感器HG输出的电动势也变大。
优选地,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述的智能霍尔电流变送器电路还包括变送输出电路,所述变送输出电路的电源输入端与所述电源电路的第一出输出端电连接,所述变送输出电路的信号输入端与所述主控制电路的信号输出端电连接,所述变送输出电路的输出端对外输出检测电流信号。通过所述变送输出电路可以对所述主控制电路输出的PWM信号进行滤波,并转换成标准的直流电压信号,最终输出稳定的电流信号。
如图4所示,更优选地,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述变送输出电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C17、电容C18、电容C19、稳压二极管D2、三极管Q3、运算放大器U8、运算放大器U9和运算放大器U10,所述主控制电路的信号输出端与所述运算放大器U8的同相输入端之间顺次串联有所述电阻R17和电阻R18,所述电阻R17和电阻R18公共端通过所述电容C17接地,所述运算放大器U8的同相输入端通过电容C18 接地,所述运算放大器U8的反相输入端通过所述电阻R19接地,所述运算放大器U8的反相输入端与输出端之间并联有与所述电容C19和电阻R20,所述运算放大器U8的输出端通过所述电阻R21与所述运算放大器U9的同相输入端电连接,所述运算放大器U9的反相输入端通过所述电阻R23接地,所述运算放大器U9的同相输入端通过所述电阻R22与所述运算放大器U10的输出端电连接,所述运算放大器U10的反相输入端和输出端电连接,所述运算放大器U10的同相输入端作为正信号输出端,所述运算放大器U10的同相输入端与外接电流表mA的正极电连接,外接电流表mA的负极接地,外接电流表mA的负极作为负信号输出端,所述运算放大器U10的同相输入端通过所述电阻R26与所述三极管Q3的发射极电连接,所述三极管Q3的发射极通过所述电阻R24与所述运算放大器U9的反相输入端电连接,所述三极管Q3 的集电极与所述稳压二极管D2的正极电连接,所述稳压二极管D2的负极与所述电源电路的第一输出端电连接,所述三极管Q3的基极通过所述电阻R25 与所述运算放大器U9的输出端电连接。通过所述变送输出电路可以经由所述主控制电路A/D转换输出的PWM信号进行两级滤波,并转换成标准的直流电压信号,通过所述运算放大器U8对其进行比例放大,再通过运算放大器 U9转换、反馈,实现电压/电流的转换,输出稳定的电流信号DC 4-20mA。这里,所述电阻R17、电容C17、电阻R18和电容C18构成两级滤波电路。
如图5所示,优选地,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述的智能霍尔电流变送器电路还包括通讯电路,所述通讯电路分别与所述主控制电路和外部终端电连接,所述通讯电路与所述电源电路的第四输出端 (3.3V)电连接。通过所述通讯电路将检测的电流信号直接传输至外部终端,从而方便外部终端直接读取实际监测的电流值,大大的方便了智能电力系统、智能电网平台对电力参数的远程监控,同时方便对产品量程范围进行校准。这里,所述通讯电路采用RS485通讯接口芯片U3,型号为SP485,通过 RS485通讯、Modbus-RTU协议,直接读取实际监测的电流值,同时还可以通过软件调试平台,实行对产品量程范围的校准。输出电流信号的调整,通过改变主控制电路输出的PWM信号的占空比,来实现对输出信号零度4mA、满度信号20mA的调整,优选采用多点式校准。
本实用新型的实施例中,所述主控制电路采用低电压、微功耗的微处理器U1,型号为MSP430AFE253,低电源电压1.8-3.6V都能工作,超低功耗、激活模式下的整个消耗电流只有0.22mA,内有3路具有差分可编程增益放大器输入的24位A/D转换器,完全能满足直流电流转换成输入到微处理器 U1口电压信号的A/D转换,同时具有SBW在线调试接口、方便仿真调试。该CPU及外围电路如图5所示。
本实用新型的智能霍尔电流变送器电路,性能稳定可靠,精度可以达到 0.25%FS、完全可以满足工业要求0.5%的精度等级,而且产品已批量生产并广泛应用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能霍尔电流变送器电路,其特征在于:包括电源保护电路、电源电路、霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路,电源与所述电源保护电路电连接,所述电源保护电路与所述电源电路的电连接,所述电源电路分别与所述霍尔电流传感器HG、信号处理电路和主控制电路电连接,所述霍尔电流传感器HG与信号处理电路电连接,所述信号处理电路与所述主控制电路电连接。
2.根据权利要求1所述的智能霍尔电流变送器电路,其特征在于:所述电源保护电路包括自恢复保险丝PTC、瞬态抑制二极管TVS、共模电感L1和二极管D1,电源正极通过所述自恢复保险丝PTC与所述瞬态抑制二极管TVS的负极电连接,所述瞬态抑制二极管TVS的正极与电源地电连接,所述瞬态抑制二极管TVS的负极与所述共模电感L1其中一个绕组的一端电连接,所述共模电感L1的另一个绕组对应一端接电源地,所述共模电感L1一个绕组的另一端与所述二极管D1的正极电连接,所述二极管D1的负极与所述电源电路电连接,所述共模电感L1另一个绕组的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的智能霍尔电流变送器电路,其特征在于:所述电源保护电路还包括阻容吸收电路,所述阻容吸收电路包括电阻R0和电容C0,所述电阻R0和电容C0串联后并联在所述瞬态抑制二极管TVS的负极与正极之间。
4.根据权利要求1所述的智能霍尔电流变送器电路,其特征在于:所述电源电路包括电容C1、稳压管Q1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电源反相器U2和稳压管Q2,所述电容C1电连接在所述电源保护电路的两个输出端之间,所述稳压管Q1的输入端与所述电源保护电路的一个输出端电连接,所述稳压管Q1的输入端作为第一输出端,所述稳压管Q1的输出端与所述电源反相器U2的电源输入端电连接,所述稳压管Q1的接地端通过所述电阻R1接地,所述稳压管Q1的接地端与输出端之间通过所述电阻R2电连接,所述稳压管Q1的输出端与地之间并联有所述电容C2和电容C3,所述电源反相器U2的电源输入端作为第二输出端分别与所述信号处理电路的正电源输入端和霍尔电流传感器HG的电源输入端电连接,所述电源反相器U2的储能电容正极与储能电容负极之间电连接所述电容C6,所述电源反相器U2的输出端与通过所述电容C7接地,所述电源反相器U2的接地端接地,所述电源反相器U2的输出端作为第三输出端与所述信号处理电路的负电源输入端电连接,所述稳压管Q1的输出端与所述稳压管Q2的输入端电连接,所述稳压管Q2的输出端与地之间并联有所述电容C4和电容C5,所述稳压管Q2的接地端接地,所述稳压管Q2的输出端作为第四输出端与所述主控制电路的电源输入端电连接。
5.根据权利要求1所述的智能霍尔电流变送器电路,其特征在于:所述信号处理电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、运算放大器U4、运算放大器U5、运算放大器U6和运算放大器U7,所述电源电路的第二输出端与所述霍尔电流传感器HG的电源输入端电连接,所述霍尔电流传感器HG的接地端接地,所述霍尔电流传感器HG的一个输出端与所述运算放大器U4的同相输入端电连接,所述运算放大器U4的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R7,所述运算放大器U4的反相输入端通过所述电阻R6与所述运算放大器U5的反相输入端电连接,所述运算放大器U5的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R8,所述运算放大器U5的同相输入端通过所述电阻R5与所述霍尔电流传感器HG的另一个输出端电连接,所述运算放大器U5的输出端通过所述电阻R10与所述运算放大器U6的同相输入端电连接,所述运算放大器U6的反相输入端通过所述电阻R11接地,所述运算放大器U6的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R12,所述运算放大器U6的输出端通过所述电阻R13与所述运算放大器U7的反相输入端电连接,所述运算放大器U7的反相输入端与输出端之间电连接有所述电阻R14,所述运算放大器U7的同相输入端通过所述电阻R9与所述运算放大器U4的输出端电连接,所述运算放大器U7的输出端与地之间顺次串联有所述电阻R15、电容C15、电容C16和电阻R16,且所述电阻R15和电容C15的公共端与所述主控制电路的正信号输入端电连接,所述电容C15和电容C16的公共端接地,所述电容C16和电阻R16的公共端与所述主控制电路的负信号输入端电连接。
6.根据权利要求1所述的智能霍尔电流变送器电路,其特征在于:还包括变送输出电路,所述变送输出电路的电源输入端与所述电源电路的第一出输出端电连接,所述变送输出电路的信号输入端与所述主控制电路的信号输出端电连接,所述变送输出电路的输出端对外输出检测电流信号。
7.根据权利要求6所述的智能霍尔电流变送器电路,其特征在于:所述变送输出电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C17、电容C18、电容C19、稳压二极管D2、三极管Q3、运算放大器U8、运算放大器U9和运算放大器U10,所述主控制电路的信号输出端与所述运算放大器U8的同相输入端之间顺次串联有所述电阻R17和电阻R18,所述电阻R17和电阻R18公共端通过所述电容C17接地,所述运算放大器U8的同相输入端通过电容C18接地,所述运算放大器U8的反相输入端通过所述电阻R19接地,所述运算放大器U8的反相输入端与输出端之间并联有与所述电容C19和电阻R20,所述运算放大器U8的输出端通过所述电阻R21与所述运算放大器U9的同相输入端电连接,所述运算放大器U9的反相输入端通过所述电阻R23接地,所述运算放大器U9的同相输入端通过所述电阻R22与所述运算放大器U10的输出端电连接,所述运算放大器U10的反相输入端和输出端电连接,所述运算放大器U10的同相输入端作为正信号输出端,所述运算放大器U10的同相输入端与外接电流表mA的正极电连接,外接电流表mA的负极接地,外接电流表mA的负极作为负信号输出端,所述运算放大器U10的同相输入端通过所述电阻R26与所述三极管Q3的发射极电连接,所述三极管Q3的发射极通过所述电阻R24与所述运算放大器U9的反相输入端电连接,所述三极管Q3的集电极与所述稳压二极管D2的正极电连接,所述稳压二极管D2的负极与所述电源电路的第一输出端电连接,所述三极管Q3的基极通过所述电阻R25与所述运算放大器U9的输出端电连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的智能霍尔电流变送器电路,其特征在于:还包括通讯电路,所述通讯电路分别与所述主控制电路和外部终端电连接,所述通讯电路与所述电源电路的第四输出端电连接。
9.根据权利要求1-7任一项所述的智能霍尔电流变送器电路,其特征在于:所述主控制电路采用MSP430系列单片机。
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CN201921444355.4U CN210863875U (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 一种智能霍尔电流变送器电路 |
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CN112858752A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-05-28 | 四川众航电子科技有限公司 | 一种带电源隔离的霍尔传感器装置 |
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- 2019-09-02 CN CN201921444355.4U patent/CN210863875U/zh active Active
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