CN214374939U - 一种高端正偏置滞回电流检测电路及应用其的电器设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高端正偏置滞回电流检测电路及应用其的电器设备，其中，高端正偏置滞回电流检测电路包括：高端电流采样模块、用于将高端采样电流正偏置稳定输出的高阻抗正偏置输出模块以及用于判断高端采样电流是否工作异常的滞回比较器判断模块。本实用新型的一种高端正偏置滞回电流检测电路，通过高端电流采样模块高端采样电流，通过高阻抗正偏置输出模块将高端采样电流正偏置稳定输出，通过滞回比较器判断模块判断高端采样电流是否工作异常，从而避免地电位波动导致采样不准确，避免由于地线电平不稳导致采样偏差，降低采样电流失真及避免负载为零时输出的不确定性，实现低成本、安全可靠等优点，提升高端电流检测与判断电路的可靠使用。

Description

一种高端正偏置滞回电流检测电路及应用其的电器设备

技术领域

本实用新型属于电流检测技术领域，具体涉及一种高端正偏置滞回电流检测电路及应用其的电器设备。

背景技术

市场上吸油烟机、蒸烤箱等家电电机进行电流检测时，一般采取“串联电阻采样电压”的方式得到相关负载的瞬时电流。

但是，这种电流检测方式存在采样电压由于地电位的波动导致采样不准确、负载较轻时采样电阻上的压降过小导致采样分辨率不高等风险问题，以往研发人员或企业由于墨守成规、技术提升限制而忽略了对该部分应用的创新改善，直接导致产品可靠性低、开发过程成本高、品牌质量下降等客观现象发生。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种高端正偏置滞回电流检测电路，避免地电位波动导致采样不准确，降低采样电流失真及避免负载为零时输出的不确定性。

本实用新型的另一目的是提供一种电器设备。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种高端正偏置滞回电流检测电路，包括用于高端采样电流的高端电流采样模块、用于将高端采样电流正偏置稳定输出的高阻抗正偏置输出模块以及用于判断高端采样电流是否工作异常的滞回比较器判断模块，所述高端电流采样模块依次电连接高阻抗正偏置输出模块和滞回比较器判断模块。

优选地，所述高端电流采样模块包括第一电源VCC、第一电阻R1、第一电容C1和第一电机B1，所述第一电源VCC串联第一电阻R1后并联第一电容C1的一端和第一电机B1的一端，所述第一电容C1的另一端和第一电机B1的另一端均电连接交流零线ACN。

优选地，所述高阻抗正偏置输出模块包括高阻抗电阻模块和正偏置输出模块，所述高阻抗电阻模块电连接正偏置输出模块。

优选地，所述高阻抗电阻模块包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，所述第二电阻R2的一端电连接第一电源VCC，另一端串联第四电阻R4后接地，所述第三电阻R3的一端电连接第一电阻R1和第一电容C1的公共连接端，另一端串联第五电阻R5后接地。

优选地，所述正偏置输出模块包括第一运算放大器A1、第六电阻R6和第七电阻R7，所述第一运算放大器A1的第五引脚电连接第七电阻R7的一端以及第二电阻R2和第四电阻R4的公共连接端，所述第七电阻R7的另一端电连接参考电压VREF，所述第一运算放大器A1的第六引脚电连接第六电阻R6的一端以及第三电阻R3和第五电阻R5的公共连接端，所述第六电阻R6的另一端电连接第一运算放大器A1的第七引脚。

优选地，所述滞回比较器判断模块包括滞回比较器A2、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，所述滞回比较器A2的第六引脚串联第八电阻R8后连接第一运算放大器A1的第七引脚，所述滞回比较器A2的第五引脚并联第九电阻R9的一端和第十电阻R10的一端，所述第九电阻R9的另一端连接正向电压VF，所述第十电阻R10的另一端电连接滞回比较器A2的第七引脚和输出电压接口。

优选地，所述第二电阻R2的阻值等于第三电阻R3的阻值。

优选地，所述第四电阻R4的阻值和第五电阻R5的阻值。

优选地，所述第六电阻R6的阻值等于第七电阻R7的阻值。

本实用新型的另一个技术方案是这样实现的：

一种电器设备，其包括所述的高端正偏置滞回电流检测电路。

与现有技术相比，本实用新型的高端正偏置滞回电流检测电路，通过高端电流采样模块高端采样电流，通过高阻抗正偏置输出模块将高端采样电流正偏置稳定输出，通过滞回比较器判断模块判断高端采样电流是否工作异常，从而避免地电位波动导致采样不准确，避免由于地线电平不稳导致采样偏差，降低采样电流失真及避免负载为零时输出的不确定性，实现低成本、安全可靠等优点，提升高端电流检测与判断电路的可靠使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的一种高端正偏置滞回电流检测电路的电路图；

图2是本实用新型实施例1提供的一种高端正偏置滞回电流检测电路的具体电路图；

图3是本实用新型实施例1提供的一种高端正偏置滞回电流检测电路的滞回比较器A2的电流滞回区域图。

附图标记说明

1-高端电流采样模块，2-高阻抗正偏置输出模块，21-高阻抗电阻模块，22-正偏置输出模块，3-滞回比较器判断模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实用新型实施例提供一种高端正偏置滞回电流检测电路，如图1-3所示，包括用于高端采样电流的高端电流采样模块1、用于将高端采样电流正偏置稳定输出的高阻抗正偏置输出模块2以及用于判断高端采样电流是否工作异常的滞回比较器判断模块3，所述高端电流采样模块1依次电连接高阻抗正偏置输出模块2和滞回比较器判断模块3。

这样，通过高端电流采样模块1高端采样电流，通过高阻抗正偏置输出模块2将高端采样电流正偏置稳定输出，通过滞回比较器判断模块3判断高端采样电流是否工作异常，从而避免地电位波动导致采样不准确，避免由于地线电平不稳导致采样偏差，降低采样电流失真及避免负载为零时输出的不确定性，实现低成本、安全可靠等优点，提升高端电流检测与判断电路的可靠使用。

所述高端电流采样模块1包括第一电源VCC、第一电阻R1、第一电容C1和第一电机B1，所述第一电源VCC串联第一电阻R1后并联第一电容C1的一端和第一电机B1的一端，所述第一电容C1的另一端和第一电机B1的另一端均电连接交流零线ACN。

这样，通过串接高端电阻(第一电阻R1，阻值例如为1Ω)实现电机B1的电流差分电压采样，通过第一电容C1作为滤波电容。

所述高阻抗正偏置输出模块2包括高阻抗电阻模块21和正偏置输出模块22，所述高阻抗电阻模块21电连接正偏置输出模块22。

这样，通过高阻抗电阻模块21损耗采样电流能量忽略不计，通过正偏置输出模块22实现正偏置输出的运算放大器。

所述高阻抗电阻模块21包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，所述第二电阻R2的一端电连接第一电源VCC，另一端串联第四电阻R4后接地，所述第三电阻R3的一端电连接第一电阻R1和第一电容C1的公共连接端，另一端串联第五电阻R5后接地。其中，所述第二电阻R2的阻值等于第三电阻R3的阻值。所述第四电阻R4的阻值和第五电阻R5的阻值。

所述正偏置输出模块22包括第一运算放大器A1、第六电阻R6和第七电阻R7，所述第一运算放大器A1的第五引脚电连接第七电阻R7的一端以及第二电阻R2和第四电阻R4的公共连接端，所述第七电阻R7的另一端电连接参考电压VREF，所述第一运算放大器A1的第六引脚电连接第六电阻R6的一端以及第三电阻R3和第五电阻R5的公共连接端，所述第六电阻R6的另一端电连接第一运算放大器A1的第七引脚。其中，所述第六电阻R6的阻值等于第七电阻R7的阻值。

这样，当第一电机B1断开时，电机无电流流过(I_R1＝0)，故不存在励磁电流，则第一电阻R1无电压输出，V_R1＝0，此时由于接入正偏置参考电压VREF通过第七电阻R7连接到第一运算放大器A1的同相端，则其电压VIC3+＝VREF*R4/(R4+R7)。根据虚断虚短，”VIC3+”≈“VIC3-“＝VO*R5/(R5+R6)，由于R4～R7的阻抗对称性，其输出电压VO＝VREF，实现当负载电流为0时，同相运算放大器的正偏置输出，避免采样电流轻载情况下的不确定性。

当第一电机B1闭合时由于高阻抗对称电阻网络(>100K)，其损耗采样电流能量忽略不计，其高端采样差分电压输出则根据V_R1＝(VCC-V_B1)＝IO*R1。由于运放同相端”VIC3+”同时存在电压源VCC及VREF；同时同相端输入电流为0(根据虚断原理)，根据线性电路叠加定理，”VIC3+”＝VREF*R4/(R4+R7)+VCC*R4/(R4+R2)；

由于运放反向端”VIC3-”同时存在电压源V_B1及VO；同时同相端输入电流为0(根据虚断原理)，根据线性电路叠加定理，”VIC3-”＝V_B1*R5/(R5+R3)+VO*R5/(R5+R6)，根据虚断虚短，综合上述步骤，”VIC3+”≈”VIC3-”，进行公式有理化，即：

VO＝VREF+(VCC-V_B1)*(R6+R5)/(R3+R5)＝IO*R1*(R6+R5)/(R3+R5)；至此，经过高端电流采样模块1和高阻抗正偏置输出模块2，实现输出电压VO跟随I0的大小在VREF～IO*R1*(R6+R5)/(R3+R5)变化，实现高端电流稳定采样及可靠输出。

所述滞回比较器判断模块3包括滞回比较器A2、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，所述滞回比较器A2的第六引脚串联第八电阻R8后连接第一运算放大器A1的第七引脚，所述滞回比较器A2的第五引脚并联第九电阻R9的一端和第十电阻R10的一端，所述第九电阻R9的另一端连接正向电压VF，所述第十电阻R10的另一端电连接滞回比较器A2的第七引脚和输出电压接口。

这样，由于采样电阻在工作时承受大电流、电阻本身的误差精度等原因，造成批量产品的采样电阻阻值随温度、精度变化而变化，导致采样的电压漂移不定，进而采用滞回比较器对电机电流正常范围进行判断并输出。

根据高阻抗正偏置输出模块2的计算得知电流采用输出范围“VREF～IO*R1*(R6+R5)/(R3+R5)”，根据虚短虚断，配置第九电阻R9和第十电阻R10实现滞回比较器电流滞回区域如附图3所示。

当高端采样电机电流IO使第一运算放大器A1输出电压为为VO＝VREF，则判断VO>(VO-VF)*R9/(R9+R10)，滞回比较器A2输出低电平Uout＝0，电机工作电流正常；当高端采样电机电流IO使运放输出电压为为VO＝IO*R1*(R6+R5)/(R3+R5)；则判断VO<(VF)*R9/(R9+R10)，滞回比较器A2输出高电平Uout＝1，电机工作电流异常，所产生的滞回区域用于由采样电阻温漂、精度、电机电流瞬间波动等原因，造成的采样电压波动所制造的一个缓冲区域以实现电机工作电流正常范围的判断裕量。如此重复上述步骤实现高端采样电流异常的稳定判断，为后续逻辑控制提供可靠判断条件。

本实用新型的高端正偏置滞回电流检测电路，通过高端电流采样模块高端采样电流，通过高阻抗正偏置输出模块将高端采样电流正偏置稳定输出，通过滞回比较器判断模块判断高端采样电流是否工作异常，从而避免地电位波动导致采样不准确，避免由于地线电平不稳导致采样偏差，降低采样电流失真及避免负载为零时输出的不确定性，实现低成本、安全可靠等优点，提升高端电流检测与判断电路的可靠使用。

实施例2

本实用新型实施例2提供一种电器设备，其包括所述的高端正偏置滞回电流检测电路。

其中，电器设备为吸油烟机、蒸烤箱等大功率电器设备。

本实用新型的电器设备，通过高端电流采样模块高端采样电流，通过高阻抗正偏置输出模块将高端采样电流正偏置稳定输出，通过滞回比较器判断模块判断高端采样电流是否工作异常，从而避免地电位波动导致采样不准确，避免由于地线电平不稳导致采样偏差，降低采样电流失真及避免负载为零时输出的不确定性，避免由于温升，精度，电流波动造成的错误输出风险，提高开发人员的开发效率，缩短开发周期，提高产品可靠性奠定极大的基础。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高端正偏置滞回电流检测电路，其特征在于，包括用于高端采样电流的高端电流采样模块(1)、用于将高端采样电流正偏置稳定输出的高阻抗正偏置输出模块(2)以及用于判断高端采样电流是否工作异常的滞回比较器判断模块(3)，所述高端电流采样模块(1)依次电连接高阻抗正偏置输出模块(2)和滞回比较器判断模块(3)。

2.根据权利要求1所述的高端正偏置滞回电流检测电路，其特征在于，所述高端电流采样模块(1)包括第一电源VCC、第一电阻R1、第一电容C1和第一电机B1，所述第一电源VCC串联第一电阻R1后并联第一电容C1的一端和第一电机B1的一端，所述第一电容C1的另一端和第一电机B1的另一端均电连接交流零线ACN。

3.根据权利要求2所述的高端正偏置滞回电流检测电路，其特征在于，所述高阻抗正偏置输出模块(2)包括高阻抗电阻模块(21)和正偏置输出模块(22)，所述高阻抗电阻模块(21)电连接正偏置输出模块(22)。

4.根据权利要求3所述的高端正偏置滞回电流检测电路，其特征在于，所述高阻抗电阻模块(21)包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，所述第二电阻R2的一端电连接第一电源VCC，另一端串联第四电阻R4后接地，所述第三电阻R3的一端电连接第一电阻R1和第一电容C1的公共连接端，另一端串联第五电阻R5后接地。

5.根据权利要求4所述的高端正偏置滞回电流检测电路，其特征在于，所述正偏置输出模块(22)包括第一运算放大器A1、第六电阻R6和第七电阻R7，所述第一运算放大器A1的第五引脚电连接第七电阻R7的一端以及第二电阻R2和第四电阻R4的公共连接端，所述第七电阻R7的另一端电连接参考电压VREF，所述第一运算放大器A1的第六引脚电连接第六电阻R6的一端以及第三电阻R3和第五电阻R5的公共连接端，所述第六电阻R6的另一端电连接第一运算放大器A1的第七引脚。

6.根据权利要求5所述的高端正偏置滞回电流检测电路，其特征在于，所述滞回比较器判断模块(3)包括滞回比较器A2、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，所述滞回比较器A2的第六引脚串联第八电阻R8后连接第一运算放大器A1的第七引脚，所述滞回比较器A2的第五引脚并联第九电阻R9的一端和第十电阻R10的一端，所述第九电阻R9的另一端连接正向电压VF，所述第十电阻R10的另一端电连接滞回比较器A2的第七引脚和输出电压接口。

7.根据权利要求4-6任一项所述的高端正偏置滞回电流检测电路，其特征在于，所述第二电阻R2的阻值等于第三电阻R3的阻值。

8.根据权利要求7所述的高端正偏置滞回电流检测电路，其特征在于，所述第四电阻R4的阻值和第五电阻R5的阻值。

9.根据权利要求8所述的高端正偏置滞回电流检测电路，其特征在于，所述第六电阻R6的阻值等于第七电阻R7的阻值。

10.一种电器设备，其特征在于，其包括权利要求1-9任一项所述的高端正偏置滞回电流检测电路。

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