CN218629951U - 一种便于负载电流检测的电路及控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于负载电流检测的电路及控制装置，电路包括：控制模块、电流检测模块、母线、第i控制开关和第i负载接口；母线的一端与外部的交流电源连接，母线的另一端分别与第i控制开关的开关一端连接，第i控制开关的控制端与控制模块连接；第i控制开关的开关另一端与第i负载接口连接，第i负载接口用于与外部的负载连接，控制模块用于控制第i控制开关闭合或者断开，电流检测模块用于检测流经母线的电流值；其中，i为正整数，i=1，2，…,N,N≥1，N表示为外部的负载的数量。本电路可以仅仅对母线的电流进行检测，即可以检测到每一个负载接口中的所流过的负载电流。降低了检测成本。同时，也丰富了对应控制装置的功能。

Description

一种便于负载电流检测的电路及控制装置

技术领域

本实用新型涉及电流检测和控制装置技术领域，特别涉及一种便于负载电流检测的电路及控制装置。

背景技术

负载电流的检测一般都是在负载的支路上串接电流检测模块来实现。因此，对于N个负载的电流检测，一般需要N个电流检测模块来实现。这样无疑会增加了对于负载电流的检测成本，因此，如何通过较少的电流检测模块来实现对较多的负载电流的检测是行业内亟需研究的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种便于负载电流检测的电路及控制装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：提供一种便于负载电流检测的电路，包括：控制模块、电流检测模块、母线、第i控制开关和第i负载接口；

所述母线的一端与外部的交流电源连接，所述母线的另一端分别与第i控制开关的开关一端连接，所述第i控制开关的控制端与控制模块连接；

所述第i控制开关的开关另一端与第i负载接口连接，所述第i负载接口用于与外部的负载连接，所述控制模块用于控制第i控制开关闭合或者断开，所述电流检测模块用于检测流经母线的电流值；

其中， i为正整数，i=1，2，…,N,N≥1，N表示为外部的负载的数量。

进一步，所述第i控制开关为第i继电器，所述第i继电器的动端与所述母线的另一端连接；

所述第i继电器的常开端与第i负载接口连接，所述第i继电器的控制端与控制模块连接。

进一步，所述第i控制开关为第i功率开关，所述第i功率开关的第一端与所述母线的另一端连接，所述第i功率开关的第二端与第i负载接口连接，所述第i功率开关的触发端与控制模块连接。

进一步，所述控制模块包括：以MCU为核心的最小系统。

进一步，所述电流检测模块包括：电流传感器，所述电流传感器的感应侧用于采集流经所述母线的电流信号，并将所述电流信号转换成电压信号以输出控制模块。

进一步，所述电流检测模块还包括滤波电路，所述滤波电路设置在电流传感器与控制模块之间，所述滤波电路用于对电流传感器输入的电压信号进行滤波。

进一步，所述滤波电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，所述电流传感器设有第一输出接口和第二输出接口，所述第一输出接口分别与第一电阻的一端、第三电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与控制模块的第一输入端和第一电容的一端连接，所述第二输出接口分别与第三电阻的另一端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与第二电容的一端和控制模块的第二输入端连接，所述第一电容的另一端和第二电容的另一端分别对地连接。

进一步，便于负载电流检测的电路还包括电压检测模块，所述电压检测模块用于检测通过母线对第i负载接口进行输入的输入电压，并将所述输入电压传递给控制模块。

进一步，所述电流检测模块包括：电流采样电阻和运算放大器模块，所述电流采样电阻用于将流经所述母线的电流信号转换成电压信号，所述运算放大器模块用于将所述电压信号进行放大并输入到控制模块，所述控制模块通过运算放大器模块得到母线的电流值。

进一步，所述运算放大器模块包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第三电容、第四电容、第五电容和运算放大器；所述采样电阻与母线串接，所述运算放大器的同相输入端与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与电流采样电阻的一端连接，所述运算放大器的反相输入端分别与第五电阻的一端、第三电容的一端和第六电阻的一端连接，所述运算放大器的输出端分别与第三电容的另一端、第六电阻的另一端、第七电阻的一端和第五电容的一端连接，所述第七电阻的另一端分别与第四电容的一端和控制模块连接，所述第四电容的另一端和第五电容的另一端均对地连接。

第二方面，提供一种控制装置，所述控制装置包括上述技术方案任意一项所述的便于负载电流检测的电路。

本实用新型的有益效果是：本电路可以仅仅对母线的电流进行检测，即可以检测到每一个负载接口中的所流过的负载电流。从另外一个角度上看，本系统仅仅是通过一个电流检测模块即可实现对多个负载电流进行检测。降低了检测成本。另外一方面，将该电路集成在控制装置中，使得控制装置具有对应的检测功能。丰富了控制装置的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是便于负载电流检测的电路的连接结构示意图；

图2是电流检测模块的一种具体实施例的电路连接结构示意图；

图3是电流检测模块的另一种具体实施例的电路连接结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

参考图1和图2，提供了一种便于负载电流检测的电路，包括：控制模块100、电流检测模块200、母线210、第i控制开关和第i负载接口。所述母线210的一端与外部的交流电源500连接，所述母线210的另一端分别与第i控制开关的开关一端连接，所述第i控制开关的控制端与控制模块100连接，所述第i控制开关的开关另一端与第i负载接口连接，所述第i负载接口用于与外部的负载连接。所述电流检测模块200用于检测流经母线210的电流值，并将所述电流值传递给控制模块100，所述控制模块100用于控制第i控制开关闭合或者断开。其中， i为正整数，i=1，2，…,N,N≥1， N表示为外部的负载的数量。

本电路的作用是提供一种电路结构，以使得可以仅仅对母线210的电流进行检测，即可以检测到每一个负载接口中的所流过的负载电流。从另外一个角度上看，本系统仅仅是通过一个电流检测模块200即可实现对多个负载电流进行检测。降低了检测成本。

为了更加详细的对本电路进行描述，以N=2为例。即本负载电流的检测系统包括：控制模块100、电流检测模块200、母线210、第1控制开关101、第2控制开关102、第1负载接口201和第2负载接口202。

所述母线210的一端与外部的交流电源500（交流电）连接，所述母线210的另一端分别与第1控制开关101的开关一端和第2控制开关102的开关一端连接。

所述第1控制开关101的控制端和第2控制开关102的控制端分别与控制模块100连接。所述第1控制开关101的开关另一端与第1负载接口201连接，所述第1负载接口201用于与外部的第1负载501连接。所述第2控制开关102的开关另一端与第2负载接口202连接，所述第2负载接口202用于与外部的第2负载502连接。所述电流检测模块200用于检测流经母线210的电流值，并将所述电流值传递给控制模块100。所述控制模块100用于控制第1控制开关101闭合或者断开，所述控制模块100用于控制第2控制开关102的闭合或者断开。

在本具体实施例中，本负载电流的检测系统可以对第1负载501和第2负载502的负载电流进行检测。具体检测方式为：当需要对第1负载501的负载电流进行检测的时候，控制模块100控制第1控制开关101闭合，控制模块100控制第2控制开关102断开，此时，第1负载501得到供电，第2负载502无法得到供电。此时，电流检测模块200可以通过对母线210的电流进行检测，得到电流I1，该电流I1即为第1负载501的负载电流IK1。当需要检测第2负载502的负载电流的时候。控制模块100可以控制第2控制开关102闭合，此时，第1负载501和第2负载502均得到供电，电流检测模块200通过对母线210的电流检测，得到电流I2。那么此时第2负载502的负载电流IK2则可以为：IK2=I2-I1。通过这样的计算，可以得到第2负载502的负载电流。

本负载电流的检测系统通过在母线210上设置电流检测模块200，利用第i控制开关来控制外部负载的接入量。以化整为零的方式来实现利用较少的电流检测模块200来对较多的负载进行电流检测。

在一些优选的具体实施例中，所述第i控制开关为第i继电器，所述第i继电器的动端与所述母线210的另一端连接。所述第i继电器的常开端与第i负载接口连接，所述第i继电器的控制端与控制模块100连接。需要说明的是，控制开关的类型可以根据实际使用情况设置，例如控制开关还可以是功率开关，本实用新型对此不作限制。

在一些优选的具体实施例中，所述控制模块100包括：以MCU为核心的最小系统。

在一些优选的具体实施例中，所述电流检测模块200包括：电流传感器220。所述电流传感器220的感应侧用于采集流经所述母线210的电流信号，并将所述电流信号转换成电压信号以输出控制模块100。其中，电流传感器220是依据电磁感应原理将一次侧电流转换成二次侧电压的传感器件。电流传感器220的感应侧可以对流进母线210的电流进行测量，得到的测量电压通过二次侧输出到控制模块100中，从而使得控制模块100得到母线210的电流。其中，电流传感器220可以是电流互感器或者为霍尔电流传感器。

为了避免电流传感器220的输出电压产生干扰纹波，故在一些优选的具体实施例中，所述电流检测模块200还包括滤波电路230，所述滤波电路230设置在电流传感器220与控制模块100之间，所述滤波电路230用于对电流传感器220输入的电压信号进行滤波。

其中，滤波电路230包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2，所述电流传感器220设有第一输出接口和第二输出接口，所述第一输出接口分别与第一电阻R1的一端、第三电阻R3的一端连接，所述第一电阻R1的另一端分别与控制模块100的第一输入端和第一电容C1的一端连接，所述第二输出接口分别与第三电阻R3的另一端和第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端分别与第二电容C2的一端和控制模块100的第二输入端连接，所述第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端分别对地连接。

在一些优选的具体实施例中，本负载电流的检测系统还包括电压检测模块300，所述电压检测模块300用于检测通过母线210对第i负载接口进行输入的输入电压，并将所述输入电压传递给控制模块100。控制模块100得知第i负载接口进行输入的输入电压，就可以根据所述输入电压相位情况，来实现零电压闭合功能。当然，控制模块100也可以通过电流检测模块200来检测流经母线210的电流情况，来实现零电流关断功能。

当然，在得到了每一个负载的负载电流后，也可以对负载的过流情况进行判断。当负载存在过流的时候，也可以通过对应的控制开关进行断开。从而实现对负载的过流保护。

参考图3，在一些优选的具体实施例中，本具体实施例提供了另外一种电流检测模块200的方案。其中，所述电流检测模块200包括：电流采样电阻RS和运算放大器模块800，所述电流采样电阻RS用于将流经所述母线210的电流信号转换成电压信号，所述运算放大器模块800用于将所述电压信号进行放大并输入到控制模块100，所述控制模块100通过运算放大器模块800得到母线的电流值。

该具体实施例主要是采用电流采样电阻RS和运算放大器模块800的结合来得到电流检测模块200。其中，电流采样电阻RS通过与母线210串接的方式，来将母线210的电流信号转换成电压信号。电压信号通过输入到运算放大器模块800进行信号放大。从而控制模块100可以根据所述放大的信号得到母线210的电流值。从而实现对母线210的电流的检测。

其中，对于运算放大器模块800的具体连接方式，在一些优选的具体实施例中，所述运算放大器模块800包括：第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和运算放大器U1；所述采样电阻RS与母线210串接，所述运算放大器U1的同相输入端与第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与电流采样电阻RS的一端连接，所述运算放大器U1的反相输入端分别与第五电阻R5的一端、第三电容C3的一端和第六电阻R6的一端连接，所述运算放大器U1的输出端分别与第三电容C3的另一端、第六电阻R6的另一端、第七电阻R7的一端和第五电容C5的一端连接，所述第七电阻R7的另一端分别与第四电容C4的一端和控制模块100连接，所述第四电容C4的另一端和第五电容C5的另一端均对地连接。

第二方面，提供了一种控制装置，所述控制装置具有上述任意一项具体实施例中的便于负载电流检测的电路。通过在控制装置中集成了所述便于负载电流检测的电路，使得控制装置具有负载检测的功能。丰富的控制装置的功能。

此外，需要说明的是，上述便于负载电流检测的电路还可以应用于开关、电源、灯具等产品中，在此不再赘述。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种便于负载电流检测的电路，其特征在于，包括：控制模块、电流检测模块、母线、第i控制开关和第i负载接口；

所述母线的一端与外部的交流电源连接，所述母线的另一端分别与第i控制开关的开关一端连接，所述第i控制开关的控制端与控制模块连接；

所述第i控制开关的开关另一端与第i负载接口连接，所述第i负载接口用于与外部的负载连接，所述控制模块用于控制第i控制开关闭合或者断开，所述电流检测模块用于检测流经母线的电流值；

其中， i为正整数，i=1，2，…,N,N≥1，N表示为外部的负载的数量。

2.根据权利要求1所述的一种便于负载电流检测的电路，其特征在于，所述第i控制开关为第i继电器，所述第i继电器的动端与所述母线的另一端连接；

所述第i继电器的常开端与第i负载接口连接，所述第i继电器的控制端与控制模块连接；或，

所述第i控制开关为第i功率开关，所述第i功率开关的第一端与所述母线的另一端连接，所述第i功率开关的第二端与第i负载接口连接，所述第i功率开关的触发端与控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种便于负载电流检测的电路，其特征在于，所述控制模块包括：以MCU为核心的最小系统。

4.根据权利要求1所述的一种便于负载电流检测的电路，其特征在于，所述电流检测模块包括：电流传感器，所述电流传感器的感应侧用于采集流经所述母线的电流信号，并将所述电流信号转换成电压信号以输出控制模块。

5.根据权利要求4所述的一种便于负载电流检测的电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括滤波电路，所述滤波电路设置在电流传感器与控制模块之间，所述滤波电路用于对电流传感器输入的电压信号进行滤波。

6.根据权利要求5所述的一种便于负载电流检测的电路，其特征在于，所述滤波电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，所述电流传感器设有第一输出接口和第二输出接口，所述第一输出接口分别与第一电阻的一端、第三电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与控制模块的第一输入端和第一电容的一端连接，所述第二输出接口分别与第三电阻的另一端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与第二电容的一端和控制模块的第二输入端连接，所述第一电容的另一端和第二电容的另一端分别对地连接。

7.根据权利要求1所述的一种便于负载电流检测的电路，其特征在于，还包括电压检测模块，所述电压检测模块用于检测通过母线对第i负载接口进行输入的输入电压，并将所述输入电压传递给控制模块。

8.根据权利要求1所述的一种便于负载电流检测的电路，其特征在于，所述电流检测模块包括：电流采样电阻和运算放大器模块，所述电流采样电阻用于将流经所述母线的电流信号转换成电压信号，所述运算放大器模块用于将所述电压信号进行放大并输入到控制模块，所述控制模块通过运算放大器模块得到母线的电流值。

9.根据权利要求8所述的一种便于负载电流检测的电路，其特征在于，所述运算放大器模块包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第三电容、第四电容、第五电容和运算放大器；所述采样电阻与母线串接，所述运算放大器的同相输入端与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与电流采样电阻的一端连接，所述运算放大器的反相输入端分别与第五电阻的一端、第三电容的一端和第六电阻的一端连接，所述运算放大器的输出端分别与第三电容的另一端、第六电阻的另一端、第七电阻的一端和第五电容的一端连接，所述第七电阻的另一端分别与第四电容的一端和控制模块连接，所述第四电容的另一端和第五电容的另一端均对地连接。

10.一种控制装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的一种便于负载电流检测的电路。

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