一種適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型屬于電流互感器的電流檢測電路領域，尤其是涉及一種適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路。
【背景技術】
[0002]電流檢測電路是功率集成電路中重要的功能模塊。一方面它可以大大提高整個系統環路的穩定性，另外一方面也可以避免功率管被大電流燒毀。目前已有多種拓撲結構的電流檢測技術，通常采用的方法是在所要檢測電流支路上加入一個小電阻，通過采樣電阻上的壓降來反映支路上的電流；或是利用MOS管的漏源電壓的變化來采樣流過該管的電流，但是后者所使用的方法會由于溫度等變化導致電流檢測精度的降低。現有的運用單級電流互感器的電流檢測電路普遍存在抗干擾能力差的問題，匹配所要檢測的數字電源的數字處理器DSP待檢測的端口的輸入電平的適應能力差，通常僅僅能夠檢測提供過載電流信號或是功率器件過流信號，而且電路的結構比較復雜，檢測的精度低。
【發明內容】
[0003]本實用新型要解決的問題是提供一種通過調節兩級電流互感器單元的變比能夠匹配適應多種不同的數字電源，具有良好的抗干擾能力，能夠同時檢測提供過載電流信號和功率器件過流信號，電路結構簡單可靠，檢測精度高的電流檢測電路。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路，包括兩極電流互感器單元、全波整流單元、采樣電阻單元、低通濾波器單元、濾波電容C2、用于檢測過載電流的模擬數字轉換器ADC模塊和用于檢測功率器件過流的高速模擬比較器CMP模塊，所述兩極電流互感器單元由電流互感器CT2的原邊繞組連接到電流互感器CTl的副邊繞組構成，所述電流互感器CTl的原邊繞組接入到數字電源的數字處理器DSP待檢測的端口，所述全波整流單元由兩兩串聯后再并聯且同向放置的四個整流二極管構成，所述電流互感器CT2的副邊繞組分別接入到所述全波整流單元的并聯支路的所述整流二極管之間，所述采樣電阻單元由相互串聯的電阻R2和電阻R3構成，所述電阻R2通過所述低通濾波器單元連接到所述模擬數字轉換器ADC模塊，所述電阻R3通過所述濾波電容C2連接到所述高速模擬比較器CMP模塊，所述低通濾波器單元和所述濾波電容C2都接地。
[0005]進一步，所述低通濾波器單元是由電阻Rl和電容Cl串聯構成的RC低通濾波器。
[0006]進一步，所述低通濾波器單元的時間常數受控于電路的工作頻率。
[0007]進一步，所述電流互感器CT2的原邊繞組和所述電流互感器CTl的副邊繞組所連接的一端接地。
[0008]進一步，所述電流互感器CTl和所述電流互感器CT2的變比可根據所要接入的數字處理器DSP待檢測的端口的輸入電平進行調節匹配。
[0009]進一步，所述采樣電阻單元的所述電阻R2和所述電阻R3的阻值受控于模擬數字轉換器ADC模塊的輸入電平。
[0010]本實用新型具有的優點和積極效果是:采用上述技術方案，兩極電流互感器單元的電流互感器CTl和電流互感器CT2的變比根據所要接入的數字處理器DSP待檢測的端口的輸入電平進行調節匹配，能夠匹配適應多種不同的數字電源，且兩極電流互感器單元的兩級式設計有效提高了本實用新型的抗干擾能力；電流互感器CT2的副邊繞組產生的毫安級電流經過全波整流單元可以整流成直流信號，在采樣電阻單元的電阻R2和電阻R3上產生壓降，電阻R2上的壓降通過低通濾波器單元送檢測過載電流的模擬數字轉換器ADC模塊，電阻R3上產生的壓降經濾波電容C2送檢測功率器件過流的高速模擬比較器CMP模塊，能夠同時快速準確地提供過載電流信號和功率器件過流信號；由電阻Rl和電容Cl串聯構成的低通濾波器單元，是最簡單的濾波器組成形式，但同樣能夠實現按頻率對信號進行選擇，避免高頻信號的干擾，結構簡單實用。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的電路原理圖。
[0012]圖中:
[0013]1、兩極電流互感器單元；2、全波整流單元；3、采樣電阻單元；
[0014]4、低通濾波器單元；5、濾波電容C2; 6、模擬數字轉換器ADC模塊；
[0015]7、高速模擬比較器CMP模塊。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細說明。
[0017]如圖1所示，本實用新型提供一種適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路，包括兩極電流互感器單元1、全波整流單元2、采樣電阻單元3、低通濾波器單元4、濾波電容5、用于檢測過載電流的模擬數字轉換器ADC模塊6和用于檢測功率器件過流的高速模擬比較器CMP模塊7，所述兩極電流互感器單元I由電流互感器CT2的原邊繞組連接到電流互感器CTl的副邊繞組構成，所述電流互感器CTl的原邊繞組接入到數字電源的數字處理器DSP待檢測的端口，所述全波整流單元2由兩兩串聯后再并聯且同向放置的四個整流二極管構成，所述電流互感器CT2的副邊繞組分別接入到所述全波整流單元2的并聯支路的所述整流二極管之間，所述采樣電阻單元3由相互串聯的電阻R2和電阻R3構成，所述電阻R2通過所述低通濾波器單元4連接到所述模擬數字轉換器ADC模塊6，所述電阻R3通過所述濾波電容5連接到所述高速模擬比較器CMP模塊7，所述低通濾波器單元4和所述濾波電容5都接地。
[0018]所述低通濾波器單元4是由電阻Rl和電容Cl串聯構成的RC低通濾波器。
[0019]所述低通濾波器單元4的時間常數受控于電路的工作頻率。
[0020]所述電流互感器CT2的原邊繞組和所述電流互感器CTl的副邊繞組所連接的一端接地。
[0021]所述電流互感器CTl和所述電流互感器CT2的變比可根據所要接入的數字處理器DSP待檢測的端口的輸入電平進行調節匹配。
[0022]所述采樣電阻單元3的所述電阻R2和所述電阻R3的阻值受控于模擬數字轉換器ADC模塊6的輸入電平。
[0023]本實用新型的一個最優實施例的工作過程:若被檢測電路頻率500KHZ，平均電流16A,峰值電流25A:則選取兩級電流互感器單元I的電流互感器CTl變比為1:25，電流互感器CT2變比為1:100，則電流互感器單元I的總變比為1:2500 ;全波整流單元2的二極管為1N4148 ;采樣電阻單元3的電阻R2和電阻R3分別為360 Ω和120 Ω ;低通濾波器單元4的電阻Rl為10ΚΩ，電容Cl為IUf ;濾波電容5為30PF。電流互感器CT2的副邊繞組所產生的毫安級電流經全波整流單元2整流成直流信號，在采樣電阻單元3的電阻R2和電阻R3上產生壓降，電阻R2上的采樣電壓為O至3.3V，通過低通濾波器單元4送入模擬數字轉換器ADC模塊6進行過載電流信號檢測，電阻R3上產生的最大輸入電壓為1.2V，經濾波電容5送入高速模擬比較器CMP模塊7進行功率器件過流信號檢測。本實用新型能夠快速準確地同時提供過載電流信號和功率器件過流信號，抗干擾能力強且檢測精度高。
[0024]以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1.一種適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路，其特征在于:包括兩極電流互感器單元、全波整流單元、采樣電阻單元、低通濾波器單元、濾波電容C2、用于檢測過載電流的模擬數字轉換器ADC模塊和用于檢測功率器件過流的高速模擬比較器CMP模塊，所述兩極電流互感器單元由電流互感器CT2的原邊繞組連接到電流互感器CTl的副邊繞組構成，所述電流互感器CTl的原邊繞組接入到數字電源的數字處理器DSP待檢測的端口，所述全波整流單元由兩兩串聯后再并聯且同向放置的四個整流二極管構成，所述電流互感器CT2的副邊繞組分別接入到所述全波整流單元的并聯支路的所述整流二極管之間，所述采樣電阻單元由相互串聯的電阻R2和電阻R3構成，所述電阻R2通過所述低通濾波器單元連接到所述模擬數字轉換器ADC模塊，所述電阻R3通過所述濾波電容C2連接到所述高速模擬比較器CMP模塊，所述低通濾波器單元和所述濾波電容C2都接地。
2.根據權利要求1所述的適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路，其特征在于:所述低通濾波器單元是由電阻Rl和電容Cl串聯構成的RC低通濾波器。
3.根據權利要求1或2任一項所述的適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路，其特征在于:所述低通濾波器單元的時間常數受控于電路的工作頻率。
4.根據權利要求1所述的適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路，其特征在于:所述電流互感器CT2的原邊繞組和所述電流互感器CTl的副邊繞組所連接的一端接地。
5.根據權利要求1所述的適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路，其特征在于:所述電流互感器CTl和所述電流互感器CT2的變比可根據所要接入的數字處理器DSP待檢測的端口的輸入電平進行調節匹配。
6.根據權利要求1所述的適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路，其特征在于:所述采樣電阻單元的所述電阻R2和所述電阻R3的阻值受控于模擬數字轉換器ADC模塊的輸入電平。
【專利摘要】本實用新型提供一種適用于數字電源的電流互感器的電流檢測電路，包括兩極電流互感器單元、全波整流單元、采樣電阻單元、低通濾波器單元、濾波電容C2、ADC模塊和CMP模塊，兩極電流互感器單元由電流互感器CT2和電流互感器CT1構成，電流互感器CT1的原邊繞組接入到數字電源的待檢測的端口，電流互感器CT2的副邊繞組分別接入到全波整流單元，采樣電阻單元由相互串聯的電阻R2和電阻R3構成，電阻R2通過低通濾波器單元連接到ADC模塊，電阻R3通過濾波電容C2連接到CMP模塊。有益效果是通過調節兩級電流互感器單元的變比能夠匹配多種數字電源，能夠同時檢測提供過載電流信號和功率器件過流信號，抗干擾強且檢測精度高。
【IPC分類】G01R19-00
【公開號】CN204347112
【申請號】CN201520027974
【發明人】夏成文, 韓英民, 吳曉芬, 孔斌, 梁增紅
【申請人】天津軍星管業集團有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月15日