CN218180942U - 一种电动汽车充电桩的电流检测电路 - Google Patents

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吴铁洲
王超
刘光军
常春
贺章擎
廖力
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Abstract

一种电动汽车充电桩的电流检测电路，其硬件电路包括霍尔传感器、单片机、运算放大器。本实用新型电路避免了单片机的ADC输入引脚对霍尔传感器的输出电压uo的干扰，提高了电流测量的精度和电路的稳定性，且整个电路很简洁，电路成本较低。

Description

一种电动汽车充电桩的电流检测电路
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车充电桩的电流检测电路。
背景技术
电动汽车直流充电桩需要把交流电转换成直流电，从而给电动汽车充电。直流充电桩必须采用PWM（pulse width modulation）整流电路将交流电转换成直流电。为了保证PWM整流电路的稳定工作并提高PWM整流电路的性能，必须要精确的检测到输入交流电流瞬时值。PWM整流电路中输入交流电流谐波很丰富，会有几十到几千赫兹范围的谐波，且可能还含有直流分量。电流互感器能正常工作的频率范围一般在50-100Hz的范围，因此采用电流互感器难以准确测量PWM整流电路中的输入交流电流。霍尔传感器的工作频率范围一般可以达到0-10kHz，因此，在PWM整流电路中一般采用霍尔传感器构成输入交流电流瞬时值检测电路。如图1，是现有的由霍尔传感器、单片机构成的电流检测电路，该电路的待测电流i可以是直流也可以是交流，其输出电压uo可以表示为式（1），uo的参考点为霍尔传感器接地引脚的电压GND。
uo=uN+K·i (1)
式（1）中，i的单位为安培，i为有符号的量，当i流入霍尔传感器输入电流正极引脚，即I+引脚时为正，当i流出霍尔传感器输入电流正极引脚，即I+引脚时为负；uN是霍尔传感器的零电流输出电压，即当输入电流i为0时的输出电压uo的值，uN的单位为伏特；K为电流的增益系数， K的单位为欧姆，理想情况下，K为常数。
现有的由霍尔传感器构成的电流检测电路中，一般是把式（1）中的uo送到单片机的ADC输入引脚，通过模数转换得到 uo所对应的数字量。根据uo所对应的数字量，由式（1）可以推算出i的值。
在实践中发现，如图1，现有的由霍尔传感器构成的电流检测电路中，单片机的ADC输入引脚对霍尔传感器的输出电压uo有一定的干扰，会造成霍尔传感器的输出电压uo的波动，使测得的电流i中产生波动，降低了电流i的测量精度，并会在PWM整流电路中产生干扰。
发明内容
本实用新型要解决的问题是：现有的由霍尔传感器构成的电流检测电路中，单片机的ADC输入引脚对霍尔传感器的输出电压uo有一定的干扰，会造成霍尔传感器的输出电压uo的波动，使测得的电流i中产生波动，降低了电流i的测量精度，并使电流i的波形发生一定的失真，在PWM整流电路中会产生干扰。为了解决该问题，本实用新型提出了一种电动汽车充电桩的电流检测电路。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型的硬件电路包括霍尔传感器、单片机、运算放大器。其连接关系为：霍尔传感器IC1的输入电流正极引脚I+接被测电流i的输入端，霍尔传感器IC1的输入电流负极引脚I-接被测电流i的输出端，霍尔传感器的电源引脚接供电电源Vcc，霍尔传感器的接地引脚接地，霍尔传感器的输出信号引脚Vo接运算放大器IC3的同相输入端，运算放大器IC3的反相输入端接运算放大器IC3的输出端，运算放大器IC3的输出端也接单片机IC2的ADC（analog to digital converter 模数转换器）输入引脚，单片机IC2的电源引脚接供电电源VCC，单片机IC2的接地引脚接地。
本实用新型在霍尔传感器的输出信号引脚Vo与单片机的ADC输入引脚之间加入了由运算放大器构成的电压跟随器，该电压跟随器的输入电压信号与输出电压信号相等，并把霍尔传感器的输出信号引脚Vo与单片机的ADC输入引脚隔开，避免了单片机的ADC输入引脚对霍尔传感器的输出电压uo的干扰。
本实用新型的有益效果是：避免了单片机的ADC输入引脚对霍尔传感器的输出电压uo的干扰，提高了电流测量的精度和电路的稳定性，且整个电路很简洁，电路成本较低。
附图说明
图1是现有的由霍尔传感器构成的电流检测电路的电路图。
图2是本实用新型所提的电流检测电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本实用新型进行进一步介绍。
本实用新型的硬件电路包括霍尔传感器、单片机、运算放大器。其连接关系为：霍尔传感器IC1的输入电流正极引脚I+接被测电流i的输入端，霍尔传感器IC1的输入电流负极引脚I-接被测电流i的输出端，霍尔传感器的电源引脚接供电电源Vcc，霍尔传感器的接地引脚接地，霍尔传感器的输出信号引脚Vo接运算放大器IC3的同相输入端，运算放大器IC3的反相输入端接运算放大器IC3的输出端，运算放大器IC3的输出端也接单片机IC2的ADC（analog to digital converter 模数转换器）输入引脚，单片机IC2的电源引脚接供电电源VCC，单片机IC2的接地引脚接地。
其中，霍尔传感器可以选取WCS2720，单片机可以选取STM32G030C8，运算放大器可以选取OPA2335。

Claims (1)

1.一种电动汽车充电桩的电流检测电路，由霍尔传感器、单片机构成，其特征在于：硬件电路包括霍尔传感器、单片机、运算放大器；其连接关系为：霍尔传感器IC1的输入电流正极引脚I+接被测电流i的输入端，霍尔传感器IC1的输入电流负极引脚I-接被测电流i的输出端，霍尔传感器的电源引脚接供电电源Vcc，霍尔传感器的接地引脚接地，霍尔传感器的输出信号引脚Vo接运算放大器IC3的同相输入端，运算放大器IC3的反相输入端接运算放大器IC3的输出端，运算放大器IC3的输出端也接单片机IC2的ADC输入引脚，单片机IC2的电源引脚接供电电源VCC，单片机IC2的接地引脚接地。
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