WO2018072407A1 - 电流检测电路 - Google Patents
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- the present invention relates to the field of circuits, and in particular to a current detecting circuit.
- the current modulation circuit further includes: a first filter circuit, a first end of the first filter circuit is connected to a second end of the third resistor, and a second end of the first filter circuit And connected to the digital signal processor, wherein the digital signal processor is configured to perform digital signal processing on the current output by the current detecting circuit.
- the reference voltage generating circuit further includes: a seventh resistor, a first end of the seventh resistor is connected to an inverting input end of the first chip, and a second end of the seventh resistor is The outputs of the first chip are connected.
- the reference voltage generating circuit further includes: an eighth resistor, a first end of the eighth resistor is connected to an output end of the first chip, and a second end of the eighth resistor is The inputs of the current modulation circuit are connected.
- the current detecting circuit provided by the embodiment of the present invention includes a current sensor 20 (shown by FIG. 1), a current modulating circuit 30 (shown by FIG. 1), and a reference voltage generating circuit 40 (shown by FIG. 2).
- the reference voltage REF_OUT generated by the reference voltage generating circuit 40 in FIG. 2 is input to the input terminal of the current modulating circuit 30 of FIG.
- the current sensor itself is biased. In general, the offset is 2.5V.
- the current modulating circuit is powered by a unipolar power supply, if the gain of one current sensor is 25mv/A, when the measuring current is -40A to 40A, the output of the current sensor is 1.5V to 3.5V due to the subsequent DSP.
- the value needs to be modulated, for example, multiplied by 3/5 to become 0.9V to 2.1V (equivalent to the output).
- the range is 1.2V). This shows the use of monopole
- the power supply to the current modulation circuit narrows the output range of the current modulation circuit.
- the reference voltage generating circuit further includes: an eighth resistor.
- a first end of the eighth resistor is coupled to the output of the first chip, and a second end of the eighth resistor is coupled to the input of the current modulation circuit.
- FIG. 1 and FIG. 2 only the main components of the embodiment of the present invention are shown in FIG. 1 and FIG. 2, and some auxiliary components such as capacitors are not shown.
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Abstract
一种电流检测电路,其中,该电路包括:电流传感器(20),用于对流经电流传感器(20)的电流进行采样;电流调制电路(30),电流调制电路(30)的输入端与电流传感器(20)的输出端相连接,用于对输入电流调制电路(30)的电流进行调制并输出;参考电压产生电路(40),参考电压产生电路(40)的输出端与电流调制电路(30)的输入端相连接,用于输出参考电压产生电路(40)产生的参考电压。该技术方案解决了现有技术中使用单极性电源对电流调制电路(30)进行供电导致电流调制电路(30)的输出范围变窄的技术问题。
Description
本发明涉及电路领域,具体而言,涉及一种电流检测电路。
为了提高电流采样的精度和范围,设计中往往需要用具有参考输出位的电流传感器进行采样。由于该类型的电流传感器后续的电流调制电路往往需要双极性电源供电,以保持调理输出的精度及范围。但是对电流调制电路进行双极性电源供电增加了电源设计的难度,使系统的整体设计变得复杂。然而,使用单极性电源对电流调制电路进行供电,又使电流调制电路的输出范围变窄。
针对上述的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种电流检测电路,以至少解决现有技术中使用单极性电源对电流调制电路进行供电导致电流调制电路的输出范围变窄的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种电流检测电路,包括:电流传感器,用于对流经所述电流传感器的电流进行采样;电流调制电路,所述电流调制电路的输入端与所述电流传感器的输出端相连接,用于对输入所述电流调制电路的电流进行调制并输出;参考电压产生电路,所述参考电压产生电路的输出端与所述电流调制电路的输入端相连接,用于输出所述参考电压产生电路产生的参考电压。
可选地,所述电流调制电路包括:调制芯片,所述调制芯片的同相输入端与第一电阻的第一端、第二电阻的第一端均相连接,所述调制芯片的反相输入端与所述参考电压产生电路的输出端相连接;第一电阻,所述第一电阻的第一端与所述调制芯片的同相输入端相连接,所述第一电阻的第二端与所述电流传感器的输出端相连接;第二电阻,所述第二电阻的第一端与所述调制芯片的同相输入端相连接,所述第二电阻的第二端接地。
可选地,所述电流调制电路还包括:第三电阻,所述第三电阻的第一端与所述调制芯片的输出端相连接。
可选地,所述电流调制电路还包括:第一滤波电路,所述第一滤波电路的第一端与所述第三电阻的第二端相连接,所述第一滤波电路的第二端与数字信号处理器相连接,其中,所述数字信号处理器用于对所述电流检测电路输出的电流进行数字信号处理。
可选地,所述电流调制电路还包括:第四电阻,所述第四电阻的第一端与所述调制芯片的反相输入端相连接,所述第四电阻的第二端与所述调制芯片的输出端相连接。
可选地,所述参考电压产生电路包括:第一芯片,所述第一芯片的同相输入端与第五电阻的第一端、第六电阻的第一端均相连接;第五电阻,所述第五电阻的第一端与所述第一芯片的同相输入端相连接,所述第五电阻的第二端与电源相连接;第六电阻,所述第六电阻的第一端与所述第一芯片的同相输入端相连接,所述第六电阻的第二端接地。
可选地,所述参考电压产生电路还包括:第七电阻,所述第七电阻的第一端与所述第一芯片的反相输入端相连接,所述第七电阻的第二端与所述第一芯片的输出端相连接。
可选地,所述参考电压产生电路还包括:第八电阻,所述第八电阻的第一端与所述第一芯片的输出端相连接,所述第八电阻的第二端与所述电流调制电路的输入端相连接。
可选地,所述参考电压产生电路还包括:第二滤波电路,所述第八电阻的第二端与所述电流调制电路的输入端通过所述第二滤波电路相连接。
可选地,所述第二滤波电路为RC滤波电路。
在本发明实施例中,将参考电压产生电路产生的参考电压与电流传感器的输出位进行运算,使得运算得到的结果在后续DSP能够处理的电压范围内,无需对电流调制电路输出的电压值进行调制,从而避免了调制过程中缩小电流调制电路的输出范围,达到了扩大使用单极性电源对电流调制电路进行供电时电流调制电路输出范围的技术效果,进而解决了现有技术中使用单极性电源对电流调制电路进行供电导致电流调制电路的输出范围变窄的技术问题。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明实施例的电流检测电路的示意图;
图2是根据本发明实施例的参考电压产生电路的示意图。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,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、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例提供的电流检测电路包括:电流传感器20(由图1示出)、电流调制电路30(由图1示出)、参考电压产生电路40(由图2示出)。图2中参考电压产生电路40产生的参考电压REF_OUT输入到图1中电流调制电路30的输入端。
电流传感器20,用于对流经电流传感器20的电流进行采样。
电流调制电路30的输入端与电流传感器20的输出端相连接,用于对输入电流调制电路30的电流进行调制并输出。
参考电压产生电路40的输出端与电流调制电路30的输入端相连接,用于输出参考电压产生电路40产生的参考电压。如图1和图2所示,参考电压产生电路40输出的参考电压是REF_OUT。
电流传感器本身都是带一个偏置的,一般情况下,该偏置值是2.5V。在电流调制电路采用单极性电源供电的情况下,如果一个电流传感器的增益是25mv/A,当测量电流是-40A至40A时,电流传感器的输出是1.5V至3.5V,由于后续的DSP在处理电压时,只能处理一定电压范围内的(例如只能处理3V以内的),因此,该值还需要进行调制,例如乘以3/5,变成0.9V至2.1V(相当于输出范围是1.2V)。这说明使用单极
性电源对电流调制电路供电会使电流调制电路的输出范围变窄。
通过使用参考电压能够扩大电流调制电路的输出范围,举例来说,使用一个1V的参考电压,用参考电压与电流传感器的输出做运算,此时,电流调制电路输出的值是0.5V至2.5V,相当于输出范围是2V。由于0.5V至2.5V在后续的DSP能够处理的电压范围内(例如只能处理3V以内的),因此,该值不需要进行调制,这就增大了电流调制电路的输出范围。
在本发明实施例中,将参考电压产生电路产生的参考电压与电流传感器的输出位进行运算,使得运算得到的结果在后续DSP能够处理的电压范围内,无需对电流调制电路输出的电压值进行调制,从而避免了调制过程中缩小电流调制电路的输出范围,解决了使用单极性电源对电流调制电路进行供电导致电流调制电路的输出范围变窄的技术问题,达到了扩大使用单极性电源对电流调制电路进行供电时电流调制电路输出范围的技术效果。
可选地,电流调制电路包括:调制芯片、第一电阻、第二电阻。调制芯片的同相输入端与第一电阻的第一端、第二电阻的第一端均相连接,调制芯片的反相输入端与参考电压产生电路的输出端相连接。第一电阻的第一端与调制芯片的同相输入端相连接,第一电阻的第二端与电流传感器的输出端相连接。第二电阻的第一端与调制芯片的同相输入端相连接,第二电阻的第二端接地。可选地,电流调制电路还包括:第三电阻。第三电阻的第一端与调制芯片的输出端相连接。
第一电阻、第二电阻的作用是分压,使得调制芯片的电压在合适的范围之内,不至于由于电压过大而烧毁调制芯片。
可选地,电流调制电路还包括:第一滤波电路。第一滤波电路的第一端与第三电阻的第二端相连接,第一滤波电路的第二端与数字信号处理器相连接,其中,数字信号处理器用于对电流检测电路输出的电流进行数字信号处理。
第一滤波电路的作用是滤除电路中的噪声,提高信噪比和电流波形的平滑性,以方便后续的数字信号处理器对电流进行处理。第一滤波电路可以为RC滤波电路。
可选地,电流调制电路还包括:第四电阻。第四电阻的第一端与调制芯片的反相输入端相连接,第四电阻的第二端与调制芯片的输出端相连接。第四电阻的作用是反馈。调制芯片的输出信号通过第四电阻反馈到调制芯片的反相输入端。
可选地,参考电压产生电路包括:第一芯片、第五电阻、第六电阻。第一芯片的同相输入端与第五电阻的第一端、第六电阻的第一端均相连接。第五电阻的第一端与第一芯片的同相输入端相连接,第五电阻的第二端与电源相连接。第六电阻的第一端
与第一芯片的同相输入端相连接,第六电阻的第二端接地。
第五电阻、第六电阻的作用是分压,使得第一芯片的电压在合适的范围之内,不至于由于电压过大而烧毁第一芯片。
可选地,参考电压产生电路还包括:第七电阻。第七电阻的第一端与第一芯片的反相输入端相连接,第七电阻的第二端与第一芯片的输出端相连接。第七电阻的作用是反馈。第一芯片的输出信号通过第七电阻反馈到第一芯片的反相输入端。
可选地,参考电压产生电路还包括:第八电阻。第八电阻的第一端与第一芯片的输出端相连接,第八电阻的第二端与电流调制电路的输入端相连接。
可选地,参考电压产生电路还包括:第二滤波电路。第八电阻的第二端与电流调制电路的输入端通过第二滤波电路相连接。可选地,第二滤波电路为RC滤波电路。
第二滤波电路的作用是滤除参考电压产生电路中的噪声,提高信噪比和电压波形的平滑性,以方便后续的电流调制电路的处理。
本发明实施例利用外部芯片(上述第一芯片)设计一个输出电压替代电流传感器的输出参考位,可以在调制芯片仍采用单极性电源供电的情况下提高电流调制电路输出的精度和范围,无需使用双极性电源供电,降低了电源设计的难度,提高了电源设计的效率。
如图1所示,电流传感器的输出经调制芯片后输出电流采样值I,其中调制芯片采用单极性电源供电。电流传感器有10个引脚,这10个引脚的作用分别是:引脚1、引脚2、引脚3是电流的输入端,引脚8、引脚9、引脚10是电流的输出端,引脚4是电流传感器的供电端,引脚5是电流传感器的采样值输出,引脚6是参考输出位,引脚7是供电电源对应的地。
图1中,电流传感器的输出参考位接地,传感器的输出端通过电阻R1(第一电阻)、电阻R2(第二电阻)分压后接入调制芯片的同相输入端,外部参考电位REF_OUT(上述参考电压)接入调制芯片的反相输入端,同时,调制芯片的输出信号通过电阻R4后反馈到调制芯片的反相输入端。最后,调理输出信号经过RC滤波后传送到DSP。
图2中,电源VCC经过参考电压产生电路后输出设定的参考值REF_OUT。供电电源VCC通过电阻R5(第五电阻)、电阻R6(第六电阻)分压后输入到第一芯片的同相输入端,调理输出值经过电阻R7(第七电阻)后反馈到第一芯片的反相输入端,调理输出信号经过RC滤波后变为REF_OUT输出给图1中调制芯片的反相输入端。
外部参考电位(参考电压)可以根据实际工程应用的需求设计不同的值,以满足
不同工程应用情况下电流调制电路对输出范围值的要求。
本发明实施例通过外部芯片输出预设的电压作为参考电位与电流传感器的输出进行运算,能够提高采样的精度和灵敏度,使电流调制电路在单极性电源供电的情况下仍具有较高的精度和较宽的输出范围。
需要注意的是,图1、图2中仅示出了本发明实施例的主要元器件,一些辅助元器件如电容并未示出。
本发明实施例所提供的电流检测电路是以具备参考输出位的电流传感器为例进行介绍的,该电流检测电路也可应用于不具备参考输出位的电流传感器。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-On ly Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
- 一种电流检测电路,包括:电流传感器,设置为对流经所述电流传感器的电流进行采样;电流调制电路,所述电流调制电路的输入端与所述电流传感器的输出端相连接,设置为对输入所述电流调制电路的电流进行调制并输出;参考电压产生电路,所述参考电压产生电路的输出端与所述电流调制电路的输入端相连接,设置为输出所述参考电压产生电路产生的参考电压。
- 根据权利要求1所述的电流检测电路,其中,所述电流调制电路包括:调制芯片,所述调制芯片的同相输入端与第一电阻的第一端、第二电阻的第一端均相连接,所述调制芯片的反相输入端与所述参考电压产生电路的输出端相连接;第一电阻,所述第一电阻的第一端与所述调制芯片的同相输入端相连接,所述第一电阻的第二端与所述电流传感器的输出端相连接;第二电阻,所述第二电阻的第一端与所述调制芯片的同相输入端相连接,所述第二电阻的第二端接地。
- 根据权利要求2所述的电流检测电路,其中,所述电流调制电路还包括:第三电阻,所述第三电阻的第一端与所述调制芯片的输出端相连接。
- 根据权利要求3所述的电流检测电路,其中,所述电流调制电路还包括:第一滤波电路,所述第一滤波电路的第一端与所述第三电阻的第二端相连接,所述第一滤波电路的第二端与数字信号处理器相连接,其中,所述数字信号处理器设置为对所述电流检测电路输出的电流进行数字信号处理。
- 根据权利要求2所述的电流检测电路,其中,所述电流调制电路还包括:第四电阻,所述第四电阻的第一端与所述调制芯片的反相输入端相连接,所述第四电阻的第二端与所述调制芯片的输出端相连接。
- 根据权利要求1所述的电流检测电路,其中,所述参考电压产生电路包括:第一芯片,所述第一芯片的同相输入端与第五电阻的第一端、第六电阻的第一端均相连接;第五电阻,所述第五电阻的第一端与所述第一芯片的同相输入端相连接,所述第五电阻的第二端与电源相连接;第六电阻,所述第六电阻的第一端与所述第一芯片的同相输入端相连接,所述第六电阻的第二端接地。
- 根据权利要求6所述的电流检测电路,其中,所述参考电压产生电路还包括:第七电阻,所述第七电阻的第一端与所述第一芯片的反相输入端相连接,所述第七电阻的第二端与所述第一芯片的输出端相连接。
- 根据权利要求6所述的电流检测电路,其中,所述参考电压产生电路还包括:第八电阻,所述第八电阻的第一端与所述第一芯片的输出端相连接,所述第八电阻的第二端与所述电流调制电路的输入端相连接。
- 根据权利要求8所述的电流检测电路,其中,所述参考电压产生电路还包括:第二滤波电路,所述第八电阻的第二端与所述电流调制电路的输入端通过所述第二滤波电路相连接。
- 根据权利要求9所述的电流检测电路,其中,所述第二滤波电路为RC滤波电路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17862617 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17862617 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |