Dc-dc负载电流采集处理电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种DC-DC负载电流采集处理电路，包括：一单电源供电式霍尔电流传感器，其输出电压接高共模抑制比运算放大器的正输入端并通过第一电容接地，其转换参考电压接高共模抑制比运算放大器的负输入端，其正电源端接第一电压,其负电源端接地；高共模抑制比运算放大器，其正输入端通过第一电阻接地，其负输入端通过第二电阻接地，其正电源端接第二电压，其负电源端接地，其输出端接电流跟随器的正输入端并通过第二电容地；电流跟随器，其正电源端接第二电压，其负电源端接地，其负输入端连接其输出端，其输出端通过第三电容接地。本发明的电路结构简单与DC-DC回路具有良好隔离效果。
【专利说明】DC-DC负载电流采集处理电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子电路领域，特别是涉及一种DC-DC负载电流采集处理电路。
【背景技术】
[0002]对于DC-DC负载电流的采集，目前通常有三种采集方法，分别为回路串联电阻采样法、正负双电源霍尔传感器采样法和电流钳采样法。
[0003]回路串联电阻采样法是在DC-DC负载回路中串接采样电阻，通过低噪放大器放大后输出；电阻采样法的优点是成本较低，缺点是后续处理电路复杂，采样电阻会影响DC-DC负载回路本身的阻抗特性，且无法实现与DC-DC回路的隔离。
[0004]正负双电源霍尔传感器采样法是使用±12V或±15V双电源对霍尔式电流传感器供电，使电流传感器的输出电压参考点保持为0V，方便进行后续信号处理。但正负双电源供电电路比较复杂，成本很高，使用不便。
[0005]电流钳采样法的优点是使用电路简单，处理电路放置在电流钳中，缺点是电流钳成本较高。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种电路结构简单与DC-DC回路具有良好隔离效果的DC-DC负载电流采集处理电路。
[0007]为解决上述技术问题，本发明的DC-DC负载电流采集处理电路，包括:
[0008]一单电源供电式霍尔电流传感器Ul，其输出电压Sout接高共模抑制比运算放大器U2的正输入端并通过第一电容Cl接地GND，其转换参考电压Vref接高共模抑制比运算放大器U2的负输入端，其正电源端接第一电压Vccl，其负电源端接地GND ；
[0009]高共模抑制比运算放大器U2，其正输入端通过第一电阻Rl接地GND，其负输入端通过第二电阻R2接地GND，其正电源端接第二电压Vcc2，其负电源端接地GND，其输出端接电流跟随器U3的正输入端并通过第二电容C2地GND ；
[0010]电流跟随器U3，其正电源端接第二电压Vcc2，其负电源端接地GND，其负输入端连接其输出端Vout，其输出端Vout通过第三电容C3接地GND。
[0011]其中，第二电压Vcc2大于高共模抑制比运算放大器U2的最大输出电压。
[0012]其中，高共模抑制比运算放大器U2的放大倍数为2至20倍。
[0013]需采集的DC-DC负载电流的特点如下:
[0014]变化范围:0?50A，跳变步长:5A，跳变间隔:1ms
[0015]为了实现以上电流信号的采集，选取量程为50A的单电源供电式霍尔电流传感器作为采集元件，OA时，该传感器的输出电压为Vref，满量程50A时，输出电压为Vref+0.625V(参考电压Vref?2.5V)，该电压信号有以下两个特点:
[0016]参考电压不是0V，而是Vref ;
[0017]采集电流在满量程变化时，输出电压变化范围很小(0.625V)。
[0018]由于以上两个特点，需增加后续整形和放大回路，以方便对输出的电压信号进行后续采集和处理。
[0019]本发明由电流采集、整形、放大、滤波和跟随转换等5个部分组成，流程框图如图1所示。通过合理电路设计，将霍尔电流传感器输出的电压信号，进行整形放大、滤波和跟随转换后，以模拟电压方式输出。由于采用霍尔式电流传感器，不影响负载回路的正常工作，具有很好的隔离效果。模拟电压方式输出，具有良好的可采集性力。本装置通用性强，单极性电源方式工作，能很方便地移植到其他需要采集电流的场合。本发明在不影响DC-DC正常使用的前提下，采用低成本的霍尔式电流传感器，加上简单的分离元件组成整流、滤波和跟随电路，很好地避免了电阻采样法对DC-DC负载回路的影响和电流钳采样法的高成本问题，能够很好的采集DC-DC负载电流波形，具有良好隔离效果，电路结构简单，工作稳定，可靠性高。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0021]图1是本发明DC-DC负载电流采集处理电路的原理图。
[0022]图2是本发明DC-DC负载电流采集处理电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图2所示，本发明的本发明的DC-DC负载电流采集处理电路，包括:
[0024]一单电源供电式霍尔电流传感器U1，其输出电压Sout接高共模抑制比运算放大器U2的正输入端并通过第一电容C1接地GND，其转换参考电压Vref接高共模抑制比运算放大器U2的负输入端，其正电源端接第一电压Vccl，其负电源端接地GND ；
[0025]高共模抑制比运算放大器U2，其正输入端通过第一电阻R1接地GND，其负输入端通过第二电阻R2接地GND，其正电源端接第二电压Vcc2，其负电源端接地GND，其输出端接电流跟随器U3的正输入端并通过第二电容C2地GND ;高共模抑制比运算放大器U2的放大倍数为2至20倍，一般采用10倍高共模抑制比运算放大器。
[0026]电流跟随器U3，其正电源端接第二电压Vcc2，其负电源端接地GND，其负输入端连接其输出端Vout，其输出端Vout通过第三电容C3接地GND，第二电压Vcc2大于高共模抑制比运算放大器U2的最大输出电压。
[0027]以上通过【具体实施方式】和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种DC-DC负载电流采集处理电路，其特征是，包括: 一单电源供电式霍尔电流传感器(Ul )，其输出电压(Sout)接高共模抑制比运算放大器(U2)的正输入端并通过第一电容(Cl)接地(GND)，其转换参考电压(Vref)接高共模抑制比运算放大器(U2)的负输入端，其正电源端接第一电压(Vccl)，其负电源端接地(GND)； 高共模抑制比运算放大器(U2)，其正输入端通过第一电阻(Rl)接地(GND)，其负输入端通过第二电阻(R2)接地(GND)，其正电源端接第二电压(Vcc2)，其负电源端接地(GND)，其输出端接电流跟随器(U3)的正输入端并通过第二电容(C2)地(GND)； 电流跟随器(U3)，其正电源端接第二电压(Vcc2)，其负电源端接地(GND)，其负输入端连接其输出端(Vout)，其输出端(Vout)通过第三电容(C3)接地(GND)。
2.如权利要求1所述的DC-DC负载电流采集处理电路，其特征是:第二电压(Vcc2)需要大于高共模抑制比运算放大器(U2)的最大输出电压。
3.如权利要求1所述的DC-DC负载电流采集处理电路，其特征是:高共模抑制比运算放大器(U2)的放大倍数2至20倍。
【文档编号】G01R19/15GK104345207SQ201310312154
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】耿丹, 李卫华, 孙耀军, 孙琦 申请人:联创汽车电子有限公司