CN215728413U - 恒流源采样电路和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种恒流源采样电路和装置，该恒流源采样电路包括：恒流源电路、待采样电阻、微控制单元、电源以及采样电压输出端，其中：所述恒流源电路的第一端与所述电源的正极相连，所述待采样电阻的第一端与所述恒流源电路的第二端以及所述采样电压输出端相连，所述电压的负极连接所述待采样电阻的第二端和所述恒流源电路的第三端，所述恒流源电路的第四端连接所述微控制单元，所述采样电压输出端连接至所述微控制单元。微控制单元通过检测待采样电阻的初始电阻值确定恒流源电路输出的恒定电流值，以使不同电阻值区间的待采样电阻对应不同的恒定电流值，采样电压满足微控制单元采样量程和采样精度的要求，提高了恒流源采样电路的采样效率。

Description

恒流源采样电路和装置

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别是一种恒流源采样电路和装置。

背景技术

恒流源电路是输出电流保持恒定的电流源电路。恒流源采样电路是通过固定的恒流源将待测电阻的电阻值转换成电压值，再通过单片机采集电压信号并将电压信号转换成数字信号。

在恒流源采样电路的实际应用场景中，单片机模拟数字转换器采样量程的基准电压一般为2.5V，而待测电阻的电阻值变化范围大。现有的恒流源采样电路，当待测电阻的电阻值较小时，输出的电压信号弱且易受干扰，无法满足单片机的采样精度要求；当待测电阻的电阻值较大时，输出的电压信号超出了单片机的量程限制，现有的恒流源采样电路无法保证采样精度以及采样量程，采样效率低。

实用新型内容

为解决上述恒流源采样电路中出现的问题，本申请提供了一种恒流源采样电路和装置，可以使恒流源采样电路通过控制模块切换恒流源电流值，实现满足单片机量程以及精度的要求，提高了采样效率。

本申请实施例第一方面，提供了一种恒流源采样电路，应用于电阻采样，其特征在于，所述恒流源采样电路包括：恒流源电路、待采样电阻、微控制单元、电源以及采样电压输出端；

所述恒流源电路的第一端与所述电源的正极相连；所述待采样电阻的第一端与所述恒流源电路的第二端以及所述采样电压输出端相连；所述电源的负极连接所述待采样电阻的第二端和所述恒流源电路的第三端；所述恒流源电路的第四端连接所述微控制单元；所述采样电压输出端连接至所述微控制单元；

所述微控制单元，在测量所述待采样电阻的初始电阻值之后，根据电阻区间集合与恒定电流值集合的对应关系，得到所述初始电阻值对应的目标恒定电流值，并控制所述恒流源电路的第二端输出与所述目标恒定电流值对应的恒定电流，以测量所述待采样电阻的最终电阻值。

在一个实施例中，所述电阻值区间集合包括第一阻值区间和第二阻值区间，所述恒定电流值集合包括第一恒定电流值和第二恒定电流值；所述第一阻值区间与所述第一恒定电流值对应，所述第二阻值区间与所述第二恒定电流值对应；

所述微控制单元控制所述恒流源电路的第二端输出与所述目标恒定电流值对应的恒定电流，以测量所述待采样电阻的最终电阻值，具体为：在所述目标电阻值区间为所述第一阻值区间的情况下，所述微控制单元控制所述恒流源电路的第二端输出与所述第一恒定电流值对应的恒定电流，以测量所述待采样电阻的最终电阻值；在所述目标电阻值区间为所述第二阻值区间的情况下，所述微控制单元控制所述恒流源电路的第二端输出与所述第二恒定电流值对应的恒定电流，以测量所述待采样电阻的最终电阻值。

在一个实施例中，所述恒流源电路包括：第一恒流源模块、第二恒流源模块和控制模块；

所述电源的正极连接所述第一恒流源模块的第一端和所述控制模块的第一端；所述控制模块的第二端连接所述第二恒流源模块的第一端；所述控制模块的第三端连接所述电源的负极以及所述待采样电阻的第二端；所述控制模块的第四端连接所述微控制单元；所述第二恒流源模块的第二端、所述第二恒流源模块的第三端以及所述第二恒流源模块的第四端分别与对应的所述第一恒流源模块的第二端、所述第一恒流源模块的第三端以及所述第一恒流源模块的第四端连接；所述第一恒流源模块的第五端与所述第二恒流源模块的第五端以及所述采样电压输出端连接；

所述微控制单元控制所述恒流源电路的第二端输出与所述第一恒定电流值对应的恒定电流，具体为：所述微控制单元控制所述控制模块为连通状态，以使所述第一恒流源模块的第五端输出与所述第二恒定电流值对应的恒定电流，所述第二恒流源模块的第五端输出与第三恒定电流值对应的恒定电流；所述第一恒定电流值为所述第二恒定电流值与所述第三恒定电流值之和；

所述微控制单元控制所述恒流源电路的第二端输出与所述第二恒定电流值对应的恒定电流，具体为：所述微控制单元控制所述控制模块为断开状态，以使所述第一恒流源模块的第五端输出与所述第二恒定电流值对应的恒定电流。

在一个实施例中，所述第一恒流源模块包括负载子模块、恒流源子模块以及偏置电压子模块；

所述电源的正极连接所述负载子模块的第一端和所述偏置电压子模块的第一端；所述负载子模块的第二端和所述第二恒流源模块的第二端连接所述恒流源子模块的第一端；所述偏置电压子模块的第二端连接所述恒流源子模块的第二端和所述第二恒流源模块的第三端；所述恒流源子模块的第三端连接所述第二恒流源模块的第四端；所述恒流源子模块的第四端连接所述第二恒流源模块的第五端和所述采样电压输出端。

在一个实施例中，所述恒流源子模块包括：第一三极管、第一电阻；

所述负载子模块的第二端和所述第二恒流源模块的第二端连接所述第一三极管的集电极端；所述偏置电压子模块的第二端和所述第二恒流源模块的第三端连接所述第一三极管的基极端；所述第一三极管的发射极端连接所述第一电阻的第一端和所述第二恒流源模块的第四端；所述第一电阻的第二端连接所述第二恒流源模块的第五端和所述采样电压输出端；

所述偏置电压子模块为所述第一三极管的基极提供偏置电压；所述负载子模块为所述第一三极管的负载电阻；

所述第一恒流源模块用于控制所述第一三极管处于放大状态，以使所述第一三极管的发射极端输出的电流为所述第一恒流源模块第五端输出的电流。

在一个实施例中，所述负载子模块包括第二电阻和第二三极管；

所述电源的正极连接所述第二电阻的第一端；所述第二电阻的第二端连接所述第二三极管的发射极端；所述第二三极管的集电极端悬空；所述第二三极管的基极端和所述第二恒流源模块的第二端连接所述第一三极管的集电极端；

所述第二恒流源模块包括第三电阻、第三三极管和可控精密稳压源；

所述控制模块的第二端连接所述第三电阻的第一端；所述第三电阻的第二端连接所述第三三极管的发射极端；所述第三三极管的基极端连接所述第二三极管的基极端和所述第一三极管的集电极端；所述第三三极管的集电极端连接所述第一三极管的基极端、所述偏置电压子模块的第二端和所述可控精密稳压源的阴极端；所述可控精密稳压源的参考极端连接第一三极管的发射极端和所述第一电阻的第一端；所述可控精密稳压源的阳极端连接所述第一电阻的第二端和所述采样电压输出端。

在一个实施例中，当所述第二电阻和所述第三电阻的电阻值相等，且所述第二三极管和所述第三三极管的型号相同时，所述第一恒流源模块的第五端输出的电流与所述第二恒流源模块的第五端输出的电流相同。

在一个实施例中，所述偏置电压子模块包括并联的第四电阻和第一电容；

所述电源的正极连接所述第四电阻的第一端和所述第一电容的第一端；所述第四电阻的第二端和所述第一电容的第二端连接所述第一三极管的基极端、所述第三三极管的集电极端和所述可控精密稳压源的阴极端；

所述第四电阻为所述第一三极管的基极提供偏置电压；所述第一电容在所述电路导通时，为所述第一三极管的基极提供正偏电压。

在一个实施例中，所述控制模块包括：第一开关管、第二开关管、第五电阻、第六电阻、第二电容；

所述电源的正极连接所述第一开关管的第一端、所述第五电阻的第一端和所述第二电容的第一端；所述第一开关管的第二端连接所述第二恒流源模块的第一端；所述第一开关管的第三端连接所述第五电阻的第二端、所述第二电容的第二端和所述第六电阻的第一端；所述第六电阻的第二端连接所述第二开关管的第一端；所述第二开关管的第二端连接所述电源的负极和所述待采样电阻的第二端；所述第二开关管的第三端连接所述微控制单元；

当所述微控制单元向所述第二开关管的第三端输出第一电压时，所述第一开关管和所述第二开关管导通，所述控制模块为连通状态；

当所述微控制单元向所述第二开关管的第三端输出第二电压或不输出电压时，所述第一开关管和所述第二开关管截止，所述控制模块为断开状态。

在一个实施例中，所述第一开关管包括继电器、三极管、金属氧化物半导体场效应MOS管中的任一个，所述第二开关管包括继电器、三极管、MOS管中的任一个。

本申请实施例第二方面，提供了一种恒流源采样装置，包括了本申请实施例第一方面所描述的恒流源采样电路。

实施本申请实施例，针对变化范围大的待采样电阻，微控制单元通过检测待采样电阻的初始电阻值确定恒流源电路输出的恒定电流值，采样电压输出端的电压为恒定电流值和采样电阻值的乘积，以使不同电阻值区间的待采样电阻对应不同的恒定电流值，采样电压满足微控制单元采样量程和采样精度的要求，提高了恒流源采样电路的采样效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中一种恒流源采样电路的结构示意图；

图2为本申请实施例中一种恒流源采样电路的具体结构示意图；

图3为本申请实施例中另一种恒流源采样电路的具体结构示意图；

图4为本申请实施例中又一种恒流源采样电路的具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种恒流源采样电路的结构示意图。

本申请提供一种恒流源采样电路，包括恒流源电路210、电源220，待采样电阻230、采样电压输出端(图1以Vout表示)、微控制单元(microcontroller unit，MCU)。

其中，上述恒流源电路210的第一端211与上述电源220的正极相连，上述恒流源电路210的第二端212与上述待采样电阻230的第一端231以及上述采样电压输出端Vout相连，上述待采样电阻230的第二端232与上述电源220的负极以及上述恒流源电路210的第三端213连接，上述微控制单元MCU一端与上述采样电压的输出端Vout连接，微控制单元MCU的另一端与上述恒流源电路210的第四端214连接。

在一个实施方式中，上述待采样电阻230为连接确认功能(connection confirmfunction，CC)电阻Rcc，该恒流源电路应用于电动汽车传导充电系统，电动汽车传导充电系统的连接确认功能是通过充电枪连接不同阻值的电阻Rcc来实现车辆接口连接状态以及充电桩充电电缆容量的判断。

上述微控制单元MCU，用于在上述恒流源电路210的第二端212输出初始恒定电流值的情况下，测量待采样电阻230的初始电阻值，确定初始电阻值落入的目标电阻值区间，并根据电阻值区间集合与恒定电流值集合的对应关系确定与上述目标电阻值区间对应的目标恒定电流值，以及控制上述恒流源电路210的第二端212重新输出与上述目标恒定电流值对应的恒定电流，以测量上述待采样电阻230的最终电阻值。

可选的，上述恒流源电路210包括多个并联的恒流源模块，每个恒流源模块由该恒流源模块对应的控制模块控制是否工作，每个恒流源模块的控制模块由上述微控制单元MCU控制，当上述任一恒流源模块工作时，处于工作状态的恒流源模块输出一个恒定电流，恒流源电路210输出的电流为处于工作状态的多个恒流源模块输出电流之和。

通过上述连接方式，微控制单元MCU通过检测待采样电阻230的初始电阻值确定恒流源电路输出的恒定电流值，采样电压输出端Vout的电压为恒定电流值和待采样电阻值的乘积，以使不同电阻值区间的待采样电阻230对应不同的恒定电流值，使得采样电压满足微控制单元MCU采样量程和采样精度的要求，提高了恒流源采样电路的采样效率。

在一个实施方式中，上述电阻值区间集合包括第一阻值区间和第二阻值区间，上述恒定电流值集合包括第一恒定电流值和第二恒定电流值，上述第一阻值区间与上述第一恒定电流值对应，上述第二阻值区间与上述第二恒定电流值对应。

在上述目标电阻值区间为上述第一阻值区间的情况下，上述微控制单元MCU控制上述恒流源电路210的第二端212输出与上述第一恒定电流值对应的恒定电流，以测量上述待采样电阻230的最终电阻值。

在上述目标电阻值区间为上述第二阻值区间的情况下，上述微控制单元MCU控制上述恒流源电路210的第二端212输出与上述第二恒定电流值对应的恒定电流，以测量上述待采样电阻230的最终电阻值。

在一个实施方式中，如图2所示，图2所示的恒流源电路210包括第一恒流源模块310、第二恒流源模块330和控制模块320。

电源220的正极连接上述第一恒流源模块310的第一端311和上述控制模块320的第一端321，上述控制模块320的第二端322连接上述第二恒流源模块330的第一端331，上述控制模块320的第三端323连接电源220的负极以及待采样电阻230的第二端232，上述控制模块320的第四端324连接上述微控制单元MCU，上述第二恒流源模块330的第二端332、第三端333以及第四端334分别对应连接上述第一恒流源模块310的第二端312、第三端313以及第四端314，上述第一恒流源模块310的第五端315与上述第二恒流源模块330的第五端335以及采样电压输出端Vout连接。

上述控制模块320用于控制上述第二恒流源模块330是否工作。

具体的，在一个实施例中，上述微控制单元MCU控制上述控制模块320为连通状态，以使上述第一恒流源模块310的第五端315输出与上述第二恒定电流值对应的恒定电流，上述第二恒流源模块330的第五端335输出与第三恒定电流值对应的恒定电流，上述第一恒定电流值等于上述第二恒定电流值与上述第三恒定电流值之和。

在另一个实施例中，上述微控制单元MCU控制上述控制模块320为断开状态，以使上述第一恒流源模块310的第五端315输出与上述第二恒定电流值对应的恒定电流，由于控制模块320为断开状态时，第二恒流源模块330为开路状态，此时第二恒流源模块330无电流输出。

可选的，如图2所示，上述恒流源电路210还可以包括第一控制模块，第一控制模块与微控制单元MCU和第一恒流源模块连接，第一控制模块用于控制第一恒流源模块310的开断状态。当微控制单元MCU控制第一控制模块为连通状态且控制模块320为断开状态时，恒流源电路210第二端212输出第二恒定电流值对应的恒定电流；当微控制单元MCU控制第一控制模块为连通状态且控制模块320为连通状态时，恒流源电路210第二端212输出第一恒定电流值对应的恒定电流。

在一个实施例中，如图3所示，所述第一恒流源模块310包括负载子模块410、恒流源子模块430以及偏置电压子模块420。

电源220的正极连接上述负载子模块410的第一端411和上述偏置电压子模块420的第一端421。第二恒流源模块330的第二端332连接恒流源子模块430的第一端431。偏置电压子模块420的第二端422连接恒流源子模块430的第二端432以及第二恒流源模块330的第三端333，恒流源子模块430的第三端433连接第二恒流源模块330的第四端334，恒流源子模块430的第四端434连接第二恒流源模块330的第五端335和采样电压输出端Vout。

在一个实施例中，如图4所示，本申请实施例提供的又一种恒流源采样电路，其中，上述恒流源子模块430包括：第一三极管Q1、第一电阻R1。

上述负载子模块410的第二端和上述第二恒流源模块330的第二端连接上述第一三极管Q1的集电极端，上述偏置电压子模块420的第二端和上述第二恒流源模块330的第三端连接上述第一三极管Q1的基极端，上述第一三极管Q1的发射极端连接上述第一电阻R1的第一端和上述第二恒流源模块330的第四端，上述第一电阻R1的第二端连接上述第二恒流源模块330的第五端和上述采样电压输出端Vout。

上述偏置电压子模块420为上述第一三极管Q1的基极提供偏置电压，上述负载子模块410为上述第一三极管Q1的负载电阻。

上述第一恒流源模块310用于控制上述第一三极管Q1处于放大状态，以使上述第一三极管Q1的发射极端输出的电流为上述第一恒流源模块310第五端输出的电流。

在一个实施例中，如图4所示，上述负载子模块410包括第二电阻R2和第二三极管Q2。

上述电源220的正极连接上述第二电阻R2的第一端，上述第二电阻R2的第二端连接上述第二三极管Q2的发射极端，上述第二三极管Q2的集电极端悬空，上述第二三极管Q2的基极端连接上述第二恒流源模块的第二端和上述第一三极管Q1的集电极端。

上述第二恒流源模块330包括第三电阻R3、第三三极管Q3、可控精密稳压源U1。

上述控制模块320的第二端连接上述第三电阻R3的第一端，上述第三电阻R3的第二端连接上述第三三极管Q3的发射极端，上述第三三极管Q3的基极端连接上述第二三极管Q2的基极端和上述第一三极管Q1的集电极端，上述第三三极管Q3的集电极端连接上述第一三极管Q1的基极端和上述可控精密稳压源U1的阴极端，上述可控精密稳压源U1的参考极端连接第一三极管Q1的发射极端和上述第一电阻R1的第一端，上述可控精密稳压源U1的阳极端连接上述第一电阻R1的第二端和上述采样电压输出端Vout。

可选的，当上述第二电阻R2和上述第三电阻R3的电阻值相等，且上述第二三极管Q2和上述第三三极管Q3的型号相同时，上述第一恒流源模块310的第五端315输出的电流与上述第二恒流源模块330的第五端335输出的电流相同。

可选的，如图4所示，上述偏置电压子模块420包括并联的第四电阻R4和第一电容C1。上述电源220的正极连接上述第四电阻R4的第一端和上述第一电容C1的第一端；上述第四电阻R4的第二端和上述第一电容C1的第二端连接上述第一三极管Q1的基极端、上述第三三极管Q3的集电极端和上述可控精密稳压源U1的阴极端。上述第四电阻R4为上述第一三极管Q1的基极提供偏置电压，上述第一电容C1在上述第一恒流源模块310导通时，为上述第一三极管Q1的基极提供正偏电压。

在一个实施例中，如图4所示，所述控制模块320包括：第一开关管Q4、第二开关管Q5、第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2。

上述电源220的正极连接上述第一开关管Q4的第一端、上述第五电阻R5的第一端和上述第二电容C2的第一端，上述第一开关管Q4的第二端连接上述第三电阻R3的第一端，上述第一开关管Q4的第三端连接上述第五电阻R5的第二端、上述第二电容C2的第二端和上述第六电阻R6的第一端，上述第六电阻R6的第二端连接上述第二开关管Q5的第一端，上述第二开关管Q5的第二端连接上述电源220的负极和上述待采样电阻Rcc的第二端，上述第二开关管Q5的第三端连接上述微控制单元MCU(图4未示出)。

当上述微控制单元MUC向上述第二开关管Q5的第三端输出第一电压时，上述第一开关管Q4和上述第二开关管Q5导通，上述控制模块320为连通状态。当上述微控制单元MCU向上述第二开关管Q5的第三端输出第二电压或不输出电压时，上述第一开关管Q4和上述第二开关管Q5截止，上述控制模块320为断开状态。其中，第一电压大于或等于第二开关管Q5的导通电压，第二电压小于第二开关管Q5的导通电压。

可选的，上述第一开关管Q4包括继电器、三极管、金属氧化物半导体场效应MOS管中的任一个，上述第二开关管Q5包括继电器、三极管、MOS管中的任一个。在一种实施例中，如图4所示，上述第一开关管Q4为PMOS管，上述第二开关管Q5为NMOS管。

在一个实施例中，如图4所示，电源与第三电容C3并联，第三电容C3为电源进行滤波。

结合图2至图4，下面对本申请提供的恒流源采样电路的工作原理进行说明。

第一恒流源模块310为以第一三极管Q1发射极电流为输出电流的恒流源模块，当第一三极管Q1处于放大状态时，第一三极管Q1发射极端的电流为第一恒流源模块的输出电流。第二电阻R2和第二三极管Q2组成第一三极管Q1集电极的负载子模块410，为第一三极管Q1的集电极提供集电极电压；第四电阻R4和第一电容C1组成第一三极管Q1基极的偏置电压子模块，为第一三极管Q1基极提供基极的偏置电压。第二恒流源模块330中的可控精密稳压源U1的参考极连接至第一三极管Q1的发射极端，给第一三极管Q1的发射极端提供一个稳定电压U1；可控精密稳压源U1的阴极端连接至第一三极管Q1的基极，以使可控精密稳压源U1中参考极端的电压通过负反馈控制第一三极管Q1基极端的电压，从而使第一三极管Q1工作在放大状态，在第一三极管Q1基极电流远小于第一三极管Q1集电极电流的情况下，第一三极管Q1集电极端的电流等于第一三极管Q1发射极端的电流。

第二恒流源模块330中第三电阻R3、第三三极管Q3的BE结与负载子模块410中的第二电阻R2、第二三极管Q2的BE结并联，BE结表示三极管基极B至发射极E的部分。在第二三极管Q2和第二三极管Q3型号相同的情况下，Q2和Q3的BE结压降相同，第二电阻R2和第三电阻R3两端的电压相同，若R2和R3的电阻值相同，则Q2发射极端的电流与Q3发射极端的电流相同。在Q2集电极端悬空的情况下，Q2相当于一个二极管，Q2基极端的电流等于Q2发射极端的电流，且等于第一三极管Q1集电极端的电流。在第三三极管Q3基极电流远小于第三三极管Q3集电极电流时，第三三极管Q3集电极端的电流与第三三极管Q3发射极端的电流相同，此时，第三三极管Q3集电极端的电流等于第一三极管集电极端的电流，因为第一三极管Q1集电极端的电流等于第一三极管Q1发射极端的电流，因此在R2和R3阻值相同且Q2和Q3型号相同的情况下，第一恒流源模块310第五端315输出的电流与第二恒流源模块330第五端335输出的电流相同。

控制模块320，如图4所示，由PMOS管Q4、第五电阻R5、第二电容C2、第六电阻R6和NMOS管Q5组成，在本申请提供的恒流源采样电路中，由于需要控制的电路两端都有电压，因此在电路中用PMOS管控制电路的开断。微控制单元MCU能输出的电压值最高为3.3V，当Q4源极S端的电压大于3.3V时，无法直接通过微控制单元MCU输出的电压控制Q4栅极G端的电压大于S端以使Q4断开，因此在本申请提供的恒流源采样电路中，通过微控制单元MCU控制NMOS管Q5的开断，以控制Q4的开断。

相比起现有的恒流源采样电路，本申请实施例提供的一种恒流源采样电路，包括恒流源电路、待采样电阻、微控制单元MCU、电源以及采样电压输出端，其中微控制单元MCU通过检测待采样电阻的初始电阻值确定恒流源电路输出的恒定电流值，采样电压输出端的电压为恒定电流值和采样电阻值的乘积，以使不同电阻值区间的待采样电阻对应不同的恒定电流值，采样电压满足微控制单元MCU采样量程和采样精度的要求，提高了恒流源采样电路的采样效率。

本申请实施例还提供了一种恒流源采样装置，包括上述恒流源采样电路，在此不再赘述。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体的个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种恒流源采样电路，应用于电阻采样，其特征在于，所述恒流源采样电路包括：恒流源电路、待采样电阻、微控制单元、电源以及采样电压输出端；

所述恒流源电路的第一端与所述电源的正极相连；所述恒流源电路的第二端与所述待采样电阻的第一端以及所述采样电压输出端相连；所述待采样电阻的第二端与所述电源的负极以及所述恒流源电路的第三端连接；所述微控制单元一端与所述采样电压输出端连接，另一端与所述恒流源电路的第四端连接；

所述恒流源电路包括：第一恒流源模块、第二恒流源模块和控制模块；所述电源的正极连接所述第一恒流源模块的第一端和所述控制模块的第一端；所述控制模块的第二端连接所述第二恒流源模块的第一端；所述控制模块的第三端连接所述电源的负极以及所述待采样电阻的第二端；所述控制模块的第四端连接所述微控制单元；所述第二恒流源模块的第二端、第三端以及第四端分别与对应的所述第一恒流源模块的第二端、第三端以及第四端连接；所述第一恒流源模块的第五端与所述第二恒流源模块的第五端以及所述采样电压输出端连接；

所述微控制单元，用于在测量所述待采样电阻的初始电阻值之后，根据电阻区间集合与恒定电流值集合的对应关系，得到所述初始电阻值对应的目标恒定电流值，并用于控制所述恒流源电路的第二端输出与所述目标恒定电流值对应的恒定电流，以测量所述待采样电阻的最终电阻值；所述电阻区间集合包括第一阻值区间和第二阻值区间，所述恒定电流值集合包括第一恒定电流值和第二恒定电流值；所述第一阻值区间与所述第一恒定电流值对应，所述第二阻值区间与所述第二恒定电流值对应；

所述微控制单元用于控制所述恒流源电路的第二端输出与所述第一恒定电流值对应的恒定电流，具体为：所述微控制单元用于控制所述控制模块为连通状态，以使所述第一恒流源模块的第五端输出与所述第二恒定电流值对应的恒定电流，所述第二恒流源模块的第五端输出与第三恒定电流值对应的恒定电流；所述第一恒定电流值为所述第二恒定电流值与所述第三恒定电流值之和；

所述微控制单元用于控制所述恒流源电路的第二端输出与所述第二恒定电流值对应的恒定电流，具体为：所述微控制单元用于控制所述控制模块为断开状态，以使所述第一恒流源模块的第五端输出与所述第二恒定电流值对应的恒定电流。

2.根据权利要求1所述的恒流源采样电路，其特征在于，所述第一恒流源模块包括负载子模块、恒流源子模块以及偏置电压子模块；

所述电源的正极连接所述负载子模块的第一端和所述偏置电压子模块的第一端；所述负载子模块的第二端和所述第二恒流源模块的第二端连接所述恒流源子模块的第一端；所述偏置电压子模块的第二端连接所述恒流源子模块的第二端和所述第二恒流源模块的第三端；所述恒流源子模块的第三端连接所述第二恒流源模块的第四端；所述恒流源子模块的第四端连接所述第二恒流源模块的第五端和所述采样电压输出端。

3.根据权利要求2所述的恒流源采样电路，其特征在于，所述恒流源子模块包括：第一三极管、第一电阻；

所述负载子模块的第二端和所述第二恒流源模块的第二端连接所述第一三极管的集电极端；所述偏置电压子模块的第二端和所述第二恒流源模块的第三端连接所述第一三极管的基极端；所述第一三极管的发射极端连接所述第一电阻的第一端和所述第二恒流源模块的第四端；所述第一电阻的第二端连接所述第二恒流源模块的第五端和所述采样电压输出端；

所述偏置电压子模块为所述第一三极管的基极提供偏置电压；所述负载子模块为所述第一三极管的负载电阻；

所述第一恒流源模块用于控制所述第一三极管处于放大状态，以使所述第一三极管的发射极端输出的电流为所述第一恒流源模块第五端输出的电流。

4.根据权利要求3所述的恒流源采样电路，其特征在于，所述负载子模块包括第二电阻和第二三极管；

所述电源的正极连接所述第二电阻的第一端；所述第二电阻的第二端连接所述第二三极管的发射极端；所述第二三极管的集电极端悬空；所述第二三极管的基极端和所述第二恒流源模块的第二端连接所述第一三极管的集电极端；

所述第二恒流源模块包括第三电阻、第三三极管、可控精密稳压源；

所述控制模块的第二端连接所述第三电阻的第一端；所述第三电阻的第二端连接所述第三三极管的发射极端；所述第三三极管的基极端连接所述第二三极管的基极端和所述第一三极管的集电极端；所述第三三极管的集电极端连接所述第一三极管的基极端、所述偏置电压子模块的第二端和所述可控精密稳压源的阴极端；所述可控精密稳压源的参考极端连接第一三极管的发射极端和所述第一电阻的第一端；所述可控精密稳压源的阳极端连接所述第一电阻的第二端和所述采样电压输出端。

5.根据权利要求4所述的恒流源采样电路，其特征在于，所述偏置电压子模块包括并联的第四电阻和第一电容；

所述电源的正极连接所述第四电阻的第一端和所述第一电容的第一端；所述第四电阻的第二端和所述第一电容的第二端连接所述第一三极管的基极端、所述第三三极管的集电极端和所述可控精密稳压源的阴极端；

所述第四电阻为所述第一三极管的基极提供偏置电压；所述第一电容在所述电路导通时，为所述第一三极管的基极提供正偏电压。

6.根据权利要求1-5中任一所述的恒流源采样电路，其特征在于，所述控制模块包括：第一开关管、第二开关管、第五电阻、第六电阻、第二电容；

所述电源的正极连接所述第一开关管的第一端、所述第五电阻的第一端和所述第二电容的第一端；所述第一开关管的第二端连接所述第二恒流源模块的第一端；所述第一开关管的第三端连接所述第五电阻的第二端、所述第二电容的第二端和所述第六电阻的第一端；所述第六电阻的第二端连接所述第二开关管的第一端；所述第二开关管的第二端连接所述电源的负极和所述待采样电阻的第二端；所述第二开关管的第三端连接所述微控制单元；

当所述微控制单元用于向所述第二开关管的第三端输出第一电压时，所述第一开关管和所述第二开关管导通，所述控制模块为连通状态；当所述微控制单元用于向所述第二开关管的第三端输出第二电压或不输出电压时，所述第一开关管和所述第二开关管截止，所述控制模块为断开状态。

7.根据权利要求6所述的恒流源采样电路，其特征在于，所述第一开关管包括继电器、三极管、金属氧化物半导体场效应MOS管中的任一个，所述第二开关管包括继电器、三极管、MOS管中的任一个。

8.一种恒流源采样装置，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的恒流源采样电路。

Images