CN217156637U - 一种新型的电流采样控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的电流采样控制电路，该电流采样控制电路电连接至一控制单元，包括采样电路、采样驱动控制电路。采样电路由两组不同量程的采样电阻组合而成，采样电阻组以及单电阻R4直接作为采样电阻。通过上位机控制单片机发出IO信号来控制第三继电器RLY3以切换选择所需的电流测量量程。除了采样电路的采样电阻选择之外，同时也要通过采样驱动控制电路配合。即当某量程通道接通时，另一通道则需关闭，此时需要通过双路电流驱动器U16的TC4426AEOA双高速大电流MOSFET驱动器以驱动MOS开关管控制各通道的开关闭合。本实用新型电流采样控制电路无地平面干扰，有效提高电路采样测量抗干扰性。

Description

一种新型的电流采样控制电路

技术领域

本实用新型涉及驱动电路，具体的说是涉及一种新型的电流采样控制电路。

背景技术

电流采样控制电路即为驱动多量程电流采样的电路，主要通过MOS驱动器芯片来控制各量程电流采样电路的通道开关以达到选择适用量程的电流采集电路。在市面上大多是采用低端电流采样控制，即MOS开关管放置在采样电阻之前，采样电阻另一端连接于电源的负极使得共地处理。除此之外，还有些是采用高端电流采样，虽然同为高端电流采样处理，对于MOS开关管与采样电阻之间的地是为非隔离的。

传统低端采样电路输入输出共地，抗干扰性差，容易串入干扰。电流越大地点位干扰越发明显，有时候甚至影响负载。

传统高端采样电路输入输出共地，共模电压高，使用非专用分立器件设计复杂、成本高、占用面积大。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题在于提供了一种新型的电流采样控制电路，设计该电流采样控制电路的目的是解决了高端采样电路共模电压输出高的缺点。

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下方案来实现：本实用新型的一种新型的电流采样控制电路，该电流采样控制电路电连接至一控制单元，包括：

采样电路，由两组不同量程的采样电阻组合而成，其中一组由五个电阻并联形成采样电阻组，另一组由单电阻R4直接作为采样电阻，所述采样电阻组一端电连接第一继电器RLY1的2脚、第一继电器RLY1的7脚、所述单电阻R4的一端以及所述控制单元的PWR+脚，所述采样电阻组的另一端电连接第三继电器RLY3的4脚和保险丝F2的一端，所述保险丝F2的另一端连接至一MOS晶体管Q1的漏极，所述单电阻R4的另一端接至所述第三继电器RLY3的2脚、一MOS晶体管Q3的漏极，一MOS晶体管Q2的漏极，所述第三继电器RLY3的3脚接至所述控制单元的CUR_SENS-脚，所述第三继电器RLY3的6脚接至所述控制单元的CUR_SENS+脚，所述第三继电器RLY3的1脚为正极脚，其正极脚接至所述控制单元的M+5D脚和二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接所述第三继电器RLY3的负极脚-8和所述控制单元的RLY_SELSENS脚；

采样驱动控制电路，包括双路电流驱动器U16，该双路电流驱动器U16控制端分别控制所述MOS晶体管Q1、MOS晶体管Q2和MOS晶体管Q3的导通或断开，所述双路电流驱动器U16输入端连接有2组光耦器，该2组光耦器输入端连接至所述控制单元；

所述MOS晶体管Q1、MOS晶体管Q2和MOS晶体管Q3的源极互接并接至所述控制单元的FAN+脚。

进一步的，所述第一继电器RLY1的3脚、第一继电器RLY1的6脚互接并接至所述控制单元的PWR_SENS+脚、电容C1的一端、保险丝F1的一端，所述电容C1的另一端连接有电阻R1，所述电阻R1的另一端接至所述控制单元的PWR+脚，所述保险丝F1的另一端和所述控制单元的PWR+脚之间连接有串联的两个整流桥，所述第一继电器RLY1的8脚接至控制单元的SENS_ONOFF脚，所述第一继电器RLY1的5脚和所述第一继电器RLY1的4脚互接并接至所述控制单元的FAN_SENS+脚，所述第一继电器RLY1的1脚为正极脚且其1脚连接至所述控制单元的M+5D脚。

更进一步的，所述2组光耦器分别是第一光耦器U1和第二光耦器U2；

所述第一光耦器U1的发光端负极连接电阻R6，其发光端正极接入所述控制单元的M+5D脚，所述电阻R6的另一端接入所述控制单元的IL_ONOFF脚；所述第一光耦器U1的受光端集电极连接至电阻RP4A的一端和所述双路电流驱动器U16的2脚，所述第一光耦器U1的受光端发射极连接至所述双路电流驱动器U16的GND脚；

所述第二光耦器U2的发光端负极连接电阻R7，其发光端正极接入所述控制单元的M+5D脚，所述电阻R7的另一端接入所述控制单元的IH_ONOFF脚；所述第二光耦器U2的受光端集电极连接至电阻RP4B的一端和所述双路电流驱动器U16的4脚，所述第二光耦器U2的受光端发射极和所述第一光耦器U1的受光端发射极连接；

所述电阻RP4A的另一端和所述电阻RP4B的另一端连接并接至所述控制单元的M0+15脚和所述双路电流驱动器U16的VCC脚，所述双路电流驱动器U16的VCC脚还连接有电容C2，所述电容C2的另一端连接至所述双路电流驱动器U16的GND脚。

更进一步的，所述双路电流驱动器U16的第一输出脚-7分别连接有电阻RP4C和电阻R12；

所述电阻RP4C的另一端连接至所述双路电流驱动器U16的GND脚和所述MOS晶体管Q1的源极、电容C4的一端、电容C5的一端；

所述电阻R12的另一端连接所述电容C4的另一端、MOS晶体管Q1的栅极；

所述双路电流驱动器U16的第二输出脚-5分别连接电阻RP4D和电阻R13；

所述电阻RP4D的另一端和所述MOS晶体管Q1的源极连接，所述电阻R13的另一端分别连接至所述MOS晶体管Q2的栅极、MOS晶体管Q3的栅极以及所述电容C5的另一端。

更进一步的，所述控制单元的PWR+脚和所述控制单元的FAN-脚之间分别连接有二极管D5、电容C44和电阻R23，其中，所述二极管D5为稳压二极管，其正极端连接所述控制单元的FAN-脚，所述电容C44为有极性电容，其正极端连接至所述控制单元的PWR+脚。

更进一步的，所述控制单元的FAN+脚连接压敏电阻R2，所述压敏电阻R2的另一端接至第二继电器RLY2的5脚，所述第二继电器RLY2的2脚接至所述控制单元的M+5D脚，所述第二继电器RLY2的3脚接至所述控制单元的FAN-脚，所述第二继电器RLY2的1脚连接至所述控制单元的DISCHAR-脚和二极管D3的正极，所述二极管D3的负极接至所述第二继电器RLY2的2脚。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

1.无地平面干扰，有效提高电路采样测量抗干扰性。

2.可以有效、更直接区分负载是否短路。

3.隔离式电源控制MOS开关管与负载所用电源隔离开，有效解决了高端采样电路共模电压输出高的缺点。

附图说明

图1为本实用新型控制单元电路图。

图2为本实用新型电流采样控制电路图。

图3为图2的第一局部图。

图4为图2的第二局部图。

图5为图2的第三局部图。

图6为图2的第四局部图。

图7为本实用新型连接电源板的电路图。

图8为本实用新型电流采集接口电路图。

图9为本实用新型电路板上的接口J7、接口J12和接口J10的电路连接图。

图10为本实用新型接口J2的电路连接图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：本实用新型的具体结构如下：

请参照附图1-10，本实用新型的一种新型的电流采样控制电路，该电流采样控制电路电连接至一控制单元2，本实用新型的控制单元2为风扇控制单元(图1所示)，本实用新型的电流采样控制电路包括：

采样电路，由两组不同量程的采样电阻组合而成，其中一组由五个电阻并联形成采样电阻组1，另一组由单电阻R4直接作为采样电阻，所述采样电阻组1一端电连接第一继电器RLY1的2脚、第一继电器RLY1的7脚、所述单电阻R4的一端以及所述控制单元2的PWR+脚，所述采样电阻组1的另一端电连接第三继电器RLY3的4脚和保险丝F2的一端，所述保险丝F2的另一端连接至一MOS晶体管Q1的漏极，所述单电阻R4的另一端接至所述第三继电器RLY3的2脚、一MOS晶体管Q3的漏极，一MOS晶体管Q2的漏极，所述第三继电器RLY3的3脚接至所述控制单元2的CUR_SENS-脚，所述第三继电器RLY3的6脚接至所述控制单元2的CUR_SENS+脚，所述第三继电器RLY3的1脚为正极脚，其正极脚接至所述控制单元2的M+5D脚和二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接所述第三继电器RLY3的负极脚-8和所述控制单元2的RLY_SELSENS脚；

采样驱动控制电路，包括双路电流驱动器U16，该双路电流驱动器U16的型号为TC4426AEOA，该双路电流驱动器U16控制端分别控制所述MOS晶体管Q1、MOS晶体管Q2和MOS晶体管Q3的导通或断开，所述双路电流驱动器U16输入端连接有2组光耦器，该2组光耦器输入端连接至所述控制单元2；

所述MOS晶体管Q1、MOS晶体管Q2和MOS晶体管Q3的源极互接并接至所述控制单元2的FAN+脚。

本实施例的一种优选技术方案：所述第一继电器RLY1的3脚、第一继电器RLY1的6脚互接并接至所述控制单元2的PWR_SENS+脚、电容C1的一端、保险丝F1的一端，所述电容C1的另一端连接有电阻R1，所述电阻R1的另一端接至所述控制单元2的PWR+脚，所述保险丝F1的另一端和所述控制单元2的PWR+脚之间连接有串联的两个整流桥，所述第一继电器RLY1的8脚接至控制单元2的SENS_ONOFF脚，所述第一继电器RLY1的5脚和所述第一继电器RLY1的4脚互接并接至所述控制单元2的FAN_SENS+脚，所述第一继电器RLY1的1脚为正极脚且其1脚连接至所述控制单元2的M+5D脚。

本实施例的一种优选技术方案：所述2组光耦器分别是第一光耦器U1和第二光耦器U2；

所述第一光耦器U1的发光端负极连接电阻R6，其发光端正极接入所述控制单元2的M+5D脚，所述电阻R6的另一端接入所述控制单元2的IL_ONOFF脚；所述第一光耦器U1的受光端集电极连接至电阻RP4A的一端和所述双路电流驱动器U16的2脚，所述第一光耦器U1的受光端发射极连接至所述双路电流驱动器U16的GND脚；

所述第二光耦器U2的发光端负极连接电阻R7，其发光端正极接入所述控制单元2的M+5D脚，所述电阻R7的另一端接入所述控制单元2的IH_ONOFF脚；所述第二光耦器U2的受光端集电极连接至电阻RP4B的一端和所述双路电流驱动器U16的4脚，所述第二光耦器U2的受光端发射极和所述第一光耦器U1的受光端发射极连接；

所述电阻RP4A的另一端和所述电阻RP4B的另一端连接并接至所述控制单元2的M0+15脚和所述双路电流驱动器U16的VCC脚，所述双路电流驱动器U16的VCC脚还连接有电容C2，所述电容C2的另一端连接至所述双路电流驱动器U16的GND脚。

本实施例的一种优选技术方案：所述双路电流驱动器U16的第一输出脚-7分别连接有电阻RP4C和电阻R12；

所述电阻RP4C的另一端连接至所述双路电流驱动器U16的GND脚和所述MOS晶体管Q1的源极、电容C4的一端、电容C5的一端；

所述电阻R12的另一端连接所述电容C4的另一端、MOS晶体管Q1的栅极；

所述双路电流驱动器U16的第二输出脚-5分别连接电阻RP4D和电阻R13；

所述电阻RP4D的另一端和所述MOS晶体管Q1的源极连接，所述电阻R13的另一端分别连接至所述MOS晶体管Q2的栅极、MOS晶体管Q3的栅极以及所述电容C5的另一端。

本实施例的一种优选技术方案：所述控制单元2的PWR+脚和所述控制单元2的FAN-脚之间分别连接有二极管D5、电容C44和电阻R23，其中，所述二极管D5为稳压二极管，其正极端连接所述控制单元2的FAN-脚，所述电容C44为有极性电容，其正极端连接至所述控制单元2的PWR+脚。

本实施例的一种优选技术方案：所述控制单元2的FAN+脚连接压敏电阻R2，所述压敏电阻R2的另一端接至第二继电器RLY2的5脚，所述第二继电器RLY2的2脚接至所述控制单元2的M+5D脚，所述第二继电器RLY2的3脚接至所述控制单元2的FAN-脚，所述第二继电器RLY2的1脚连接至所述控制单元2的DISCHAR-脚和二极管D3的正极，所述二极管D3的负极接至所述第二继电器RLY2的2脚。

实施例2：

本实用新型的电流采样控制电路的工作原理如下：

采样电路由两组不同量程的采样电阻组合而成，电阻R3、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电阻R10并联作为采样电阻组1以及单电阻R4直接作为采样电阻。通过上位机控制单片机(该单片机为本实用新型的风扇控制单元)发出IO信号来控制第三继电器RLY3以切换选择所需的电流测量量程。除了采样电路的采样电阻选择之外，同时也要通过采样驱动控制电路配合。即当某量程通道接通时，另一通道则需关闭，此时需要通过双路电流驱动器U16的TC4426AEOA双高速大电流MOSFET驱动器以驱动MOS开关管控制各通道的开关闭合。MOS开关管分别是MOS晶体管Q1、MOS晶体管Q2和MOS晶体管Q3。

此处MOS开关管的控制电源正负极由控制单元2的M0+15脚与控制单元2的FAN_V+脚构成，采样电流电路的输入输出连接负载的电源正负极则由控制单元2的PWR+与控制单元2的FAN_V-构成，以控制单元2的FAN_V+脚、控制单元2的FAN_V-脚两端作为连接负载并作为测量端，如此巧妙的解决了传统的技术问题，还能具有地隔离的效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种新型的电流采样控制电路，该电流采样控制电路电连接至一控制单元(2)，其特征在于，包括：

采样电路，由两组不同量程的采样电阻组合而成，其中一组由五个电阻并联形成采样电阻组(1)，另一组由单电阻R4直接作为采样电阻，所述采样电阻组(1)一端电连接第一继电器RLY1的2脚、第一继电器RLY1的7脚、所述单电阻R4的一端以及所述控制单元(2)的PWR+脚，所述采样电阻组(1)的另一端电连接第三继电器RLY3的4脚和保险丝F2的一端，所述保险丝F2的另一端连接至一MOS晶体管Q1的漏极，所述单电阻R4的另一端接至所述第三继电器RLY3的2脚、一MOS晶体管Q3的漏极，一MOS晶体管Q2的漏极，所述第三继电器RLY3的3脚接至所述控制单元(2)的CUR_SENS-脚，所述第三继电器RLY3的6脚接至所述控制单元(2)的CUR_SENS+脚，所述第三继电器RLY3的1脚为正极脚，其正极脚接至所述控制单元(2)的M+5D脚和二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接所述第三继电器RLY3的负极脚-8和所述控制单元(2)的RLY_SELSENS脚；

采样驱动控制电路，包括双路电流驱动器U16，该双路电流驱动器U16控制端分别控制所述MOS晶体管Q1、MOS晶体管Q2和MOS晶体管Q3的导通或断开，所述双路电流驱动器U16输入端连接有2组光耦器，该2组光耦器输入端连接至所述控制单元(2)；

所述MOS晶体管Q1、MOS晶体管Q2和MOS晶体管Q3的源极互接并接至所述控制单元(2)的FAN+脚。

2.根据权利要求1所述的一种新型的电流采样控制电路，其特征在于，所述第一继电器RLY1的3脚、第一继电器RLY1的6脚互接并接至所述控制单元(2)的PWR_SENS+脚、电容C1的一端、保险丝F1的一端，所述电容C1的另一端连接有电阻R1，所述电阻R1的另一端接至所述控制单元(2)的PWR+脚，所述保险丝F1的另一端和所述控制单元(2)的PWR+脚之间连接有串联的两个整流桥，所述第一继电器RLY1的8脚接至控制单元(2)的SENS_ONOFF脚，所述第一继电器RLY1的5脚和所述第一继电器RLY1的4脚互接并接至所述控制单元(2)的FAN_SENS+脚，所述第一继电器RLY1的1脚为正极脚且其1脚连接至所述控制单元(2)的M+5D脚。

3.根据权利要求2所述的一种新型的电流采样控制电路，其特征在于，所述2组光耦器分别是第一光耦器U1和第二光耦器U2；

所述第一光耦器U1的发光端负极连接电阻R6，其发光端正极接入所述控制单元(2)的M+5D脚，所述电阻R6的另一端接入所述控制单元(2)的IL_ONOFF脚；所述第一光耦器U1的受光端集电极连接至电阻RP4A的一端和所述双路电流驱动器U16的2脚，所述第一光耦器U1的受光端发射极连接至所述双路电流驱动器U16的GND脚；

所述第二光耦器U2的发光端负极连接电阻R7，其发光端正极接入所述控制单元(2)的M+5D脚，所述电阻R7的另一端接入所述控制单元(2)的IH_ONOFF脚；所述第二光耦器U2的受光端集电极连接至电阻RP4B的一端和所述双路电流驱动器U16的4脚，所述第二光耦器U2的受光端发射极和所述第一光耦器U1的受光端发射极连接；

所述电阻RP4A的另一端和所述电阻RP4B的另一端连接并接至所述控制单元(2)的M0+15脚和所述双路电流驱动器U16的VCC脚，所述双路电流驱动器U16的VCC脚还连接有电容C2，所述电容C2的另一端连接至所述双路电流驱动器U16的GND脚。

4.根据权利要求3所述的一种新型的电流采样控制电路，其特征在于，所述双路电流驱动器U16的第一输出脚-7分别连接有电阻RP4C和电阻R12；

所述电阻RP4C的另一端连接至所述双路电流驱动器U16的GND脚和所述MOS晶体管Q1的源极、电容C4的一端、电容C5的一端；

所述电阻R12的另一端连接所述电容C4的另一端、MOS晶体管Q1的栅极；

所述双路电流驱动器U16的第二输出脚-5分别连接电阻RP4D和电阻R13；

所述电阻RP4D的另一端和所述MOS晶体管Q1的源极连接，所述电阻R13的另一端分别连接至所述MOS晶体管Q2的栅极、MOS晶体管Q3的栅极以及所述电容C5的另一端。

5.根据权利要求4所述的一种新型的电流采样控制电路，其特征在于，所述控制单元(2)的PWR+脚和所述控制单元(2)的FAN-脚之间分别连接有二极管D5、电容C44和电阻R23，其中，所述二极管D5为稳压二极管，其正极端连接所述控制单元(2)的FAN-脚，所述电容C44为有极性电容，其正极端连接至所述控制单元(2)的PWR+脚。

6.根据权利要求5所述的一种新型的电流采样控制电路，其特征在于，所述控制单元(2)的FAN+脚连接压敏电阻R2，所述压敏电阻R2的另一端接至第二继电器RLY2的5脚，所述第二继电器RLY2的2脚接至所述控制单元(2)的M+5D脚，所述第二继电器RLY2的3脚接至所述控制单元(2)的FAN-脚，所述第二继电器RLY2的1脚连接至所述控制单元(2)的DISCHAR-脚和二极管D3的正极，所述二极管D3的负极接至所述第二继电器RLY2的2脚。

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