专利名称：一种电流检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量电路，尤其是涉及一种电流检测电路。
背景技术：
目前在对负载回路中的电流进行检测时，一般采用在负载回路中串连大功率小阻值电阻或使用电流互感器进行采样然后处理的方法。对于电阻采样得到的电压，可以直接进行AD转换或者先放大整流再进行AD转换后采集电流数据。对于电流互感器采样得到的电压，往往须放大再进行AD转换后采集电流数据。在实际应用中，以上方案往往受到成本或稳定性、采样精度、空间尺寸的限制，难以满足小家电行业的批量化应用。
实用新型内容本实用新型的目的就是提出一种结构简单、制作成本低、所占空间小、可靠性高的电流检测电路。
实现上述目的的技术方案是一种电流检测电路，包括采样电路和比较器，所述采样电路将待检回路电流转换为具确定比例关系的待检电压输出，其特征在于还包括微处理器和设定电压调整电路，待检电压与设定电压调整电路输出的设定电压分别接比较器的两个输入端，比较器的比较信号输出至微处理器，微处理器根据输入的比较信号控制设定电压调整电路输出不同的设定电压。
所述设定电压调整电路可优选由若干个设定电阻组成，设定电阻一端并联作为设定电压输出端，另一端分别与微处理器相同个数I/O口相连接，通过改变微处理器与设定电阻相连接的I/O口状态控制设定电压调整电路输出不同的设定电压。
所述比较器可优选运算放大器U2A，其正、反向输入端是比较器的输入端，其输出端是比较器的输出端。
所述采样电路可优选串联在负载回路中的检流电阻R1，检流电阻的一端为采样电路的电压输出端，另一端与设定电压调整电路的输出端相连接。
为了提高检测的精度，所述采样电路还可优选包括串联在负载回路中的检流电阻、比例放大电阻和运算放大器的方案。检流电阻R1的一端串联一个比例放大电阻R2后接运算放大器U1A的一个输入端，R1的另一端接运算放大器U1A的另一个输入端，U1A的输出端5与接R2的输入端之间并联另一个比例放大电阻R4，U1A的输出端5为采样电路的电压输出端。
本实用新型采用上述技术方案，其有益的技术效果在于1)仅需要采样、比较、电压设定和微处理器等四个基本模块，电路结构简单；2)所需器件都是常见易得的，制作成本低；3)使用运算放大器、微处理器等集成化元件，所占空间小；4)用数字控制的方式实现模拟电流检测的功能，可靠性高。本实用新型为电流检测及其信号采集提供了一条有效途径，与现有电流检测方案相比具有十分显著的优点，具有广阔的应用前景。
下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明图1是本实用新型的一种电路框图。
图2是图1的一种优选方案的实现电路图。
图3是图1的另一种优选方案的实现电路图。
图4是将图3中电路用于碎纸机电流监控的完整电路图。
具体实施方式
实施例一、一种电流检测电路，结合图1和图2，检流电阻R1串联在负载回路中，R1的两端分别接运算放大器U2A的两个输入端，若干个设定电阻R5、R6、…、Rn一端并联后接运算放大器U2A的一个输入端，另一端分别接微处理器的同样个数的I/O口，运算放大器U2A的输出端接微处理器的另一个I/O口。
具体工作过程检流电阻R1将回路电流I转换为待检电压Vc，Vc＝I*R1。将Vc与并联设定电阻输出的设定电压V0输入运算放大器U2A进行比较，输出比较信号V2。V0是若干个由各设定电阻阻值和与之相连的I/O口状态确定的分立电压值，例如，采用3个设定电阻R5、R6、R7分别与微处理器的3个I/O口I/O1、I/O2、I/O3相连接，可以设定14个不同的V0值I/O1输出+V、I/O2输出0、I/O3为输入且为高阻状态，则V0＝+V*R6/(R5+R6)；…I/O1输出0、I/O2输出0、I/O3输出+V，则V0＝+V*R6//R5/(R7+R5//R6)；…I/O1、I/O2、I/O3均输出0，则V0＝0；I/O1、I/O2、I/O3均输出+V，则V0＝+V。将V0由低到高分别标记为V01、V02、……、V0n。V2是两个分别代表Vc＞V0和Vc＜V0的分立电压值。编制微处理器的算法使V0的值由低到高或由高到低顺次变化，同时检测比较信号V2，一旦V2发生变化，则说明Vc的值是在V2发生变化前后的设定电压V0i和V0i+1(i＝1～n-1)之间，由此即可判断出Vc的范围，进而确定负载回路中电流I的范围。
V0i和V0i+1之间的差别越小，检测到的范围就越精确，在本例中可以通过增加设定电阻的个数来达到这个目的。当然也可以编制不同的算法令设定电压V0的值以其他方式或顺序发生变化，只要能通过检测V2的变化情况逐步缩小V0的变化范围以确定Vc的取值范围就是可行的方法。
实施例二、另一种电流检测电路。结合图7，检流电阻R1串联在负载回路中，R1的一端串联比例放大电阻R2后接运算放大器U1A的一个输入端，R1的另一端接运算放大器U1A的另一个输入端，运算放大器U1A的输出端与接R2的输入端之间并联另一个比例放大电阻R4，U1A的输出端接第二个运算放大器U2A的一个输入端，第二个运算放大器U2A的另一个输入端并联若干个设定电阻R5、R6、…、Rn后分别接微处理器的同样个数的I/O口，U2A的输出端接微处理器的另一个I/O口。
具体工作过程检流电阻R1将回路电流I转换为电压V1，V1＝I*R1。V1经放大后成为待检电压Vc，Vc＝(V1*R4)/R2。Vc范围的确定过程同实施例一，最后根据Vc与V1、I的关系确定负载回路中电流I的范围。
实施例三、将实施例二中电路在碎纸机电流监控中的具体应用。结合图4，检流电阻R1串联在碎纸机交流马达MOTORAC回路中，R2、R4、U1A、U2A之间的连接如实施例2中所述，设定电阻R5～R10并联后一端接U2A的另一个输入端，另一端分别与微处理器的普通I/O口PA0～PA5相连接，U2A的输出端与微处理器的另一个普通I/O口PC0/INT相连接，微处理器的PB1/BZ口接碎纸机的控制系统。为了提高系统稳定性，在R1两端之间并联电容C4，在R4两端之间并联电容C1，在U1A与R1的连接中串联电阻R3，在U1A和U2A的输出端分别连接接地电容C2和C3。
本例中碎纸机最多可以一次碎12张纸，故本电路只须设定14档V0值，用于识别无纸、1-12张纸、卡纸等14种状态，即没有纸时对应的V0值为V01、一张纸时为V02、两张纸时为V03、…、十二张纸时为V013、卡纸时为V014。选定R5-R10的值，编制微处理器算法，调整PA0～PA5输入输出状态，使V0的值依次设定为V01、V02、…、V014，同时检测V3，微处理器根据实时检测到的信号V3和相应的设定值，判断回路的工作状态，并据此向碎纸机的控制系统发出控制信号。
具体工作过程将V0设定为V01，如果V3输出高电平(+5V)则说明此时无纸，延时2S后关掉马达；如果V3输出低电平(0V)则将V0i设定为V0i+1，直到V3输出高电平(+5V)，说明此时碎纸机的碎纸数为i-2张，系统将根据每次碎纸数统计总碎纸数并显示；特别地，如果V0设定为V014时，V3仍为低电平(0V)输出，则系统判定此时碎纸机卡纸(即马达堵转)，关闭马达并显示报警。
为了提高电路的可靠性，可以在本实用新型的基本电路基础上增加一些元器件，比如实施例三中的R3、C1、C2、C3、C4等，还可以在设定电压输出电路的输出端连接一个接地的下拉电阻或者接直流电源的上拉电阻等。同时，为满足不同的应用需要，也可以有针对的设计不同的微处理器算法，如在V0不变的情况下，检测V3低电平的宽度，即0V在V3输出矩形波中所占的比例，间接算出电流值等。所有这些非本质的变化只要利用了本实用新型的基本原理均属于本实用新型所保护的范围。
权利要求1.一种电流检测电路，包括采样电路和比较器，所述采样电路将待检回路电流转换为具确定比例关系的待检电压输出，其特征在于还包括微处理器和设定电压调整电路，待检电压与设定电压调整电路输出的设定电压分别接比较器的两个输入端，比较器的比较信号输出至微处理器，微处理器根据输入的比较信号控制设定电压调整电路输出不同的设定电压。
2.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于所述设定电压调整电路由若干个设定电阻组成，设定电阻一端并联作为设定电压输出端，另一端分别与微处理器相同个数I/O口相连接，微处理器通过改变与设定电阻相连接的I/O口状态控制设定电压调整电路输出不同的设定电压。
3.根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于所述比较器是一个运算放大器，其正、反向输入端是比较器的输入端，其输出端是比较器的输出端。
4.根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于所述采样电路是串联在负载回路中的检流电阻，检流电阻的一端为采样电路的输出端，另一端与设定电压调整电路的输出端相连接。
5.根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于所述采样电路包括串联在负载回路中的检流电阻、比例放大电阻和运算放大器，检流电阻的一端串联一个比例放大电阻后接运算放大器的一个输入端，检流电阻的另一端接运算放大器的另一个输入端，运算放大器的输出端与接比例放大电阻的输入端之间并联另一个比例放大电阻，运算放大器的输出端为采样电路的电压输出端。
6.根据权利要求3所述的电流检测电路，其特征在于所述采样电路是串联在负载回路中的检流电阻，检流电阻的一端为采样电路的输出端，另一端与设定电压调整电路的输出端相连接。
7.根据权利要求3所述的电流检测电路，其特征在于所述采样电路包括串联在负载回路中的检流电阻、比例放大电阻和运算放大器，检流电阻的一端串联一个比例放大电阻后接运算放大器的一个输入端，检流电阻的另一端接运算放大器的另一个输入端，运算放大器的输出端与接比例放大电阻的输入端之间并联另一个比例放大电阻，运算放大器的输出端为采样电路的电压输出端。
专利摘要本实用新型公开了一种电流检测电路，包括采样电路和比较器，所述采样电路将待检回路电流转换为具确定比例关系的待检电压输出，其特征在于还包括微处理器和设定电压调整电路，待检电压与设定电压调整电路输出的设定电压分别接比较器的两个输入端，比较器的比较信号输出至微处理器，微处理器根据输入的比较信号控制设定电压调整电路输出不同的设定电压。本实用新型的优点在于仅需要采样、比较、电压设定和微处理器等四个基本模块，电路结构简单；所需器件都是常见易得的，制作成本低；使用运算放大器、微处理器等集成化元件，所占空间小；用数字控制的方式实现模拟电流检测的功能，可靠性高。
文档编号G01R19/00GK2715168SQ20042006069
公开日2005年8月3日 申请日期2004年8月6日 优先权日2004年8月6日
发明者王维斌, 刘建伟 申请人:深圳市和而泰电子科技有限公司