一种电流采集电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开电流采集电路，包括：电流互感器的第二端，分别与精密电阻的第一端和运算放大器的第二端相耦接，电流互感器的第一端，与运算放大器的第三端相耦接；精密电阻的第一端，分别与电流互感器的第二端、运算放大器的第二端相耦接，精密电阻的第二端与电流采集电路的输出端相耦接；运算放大器的第一端，与电流采集电路的输出端相耦接，运算放大器的第二端，分别与电流互感器的第二端、精密电阻的第一端相耦接，运算放大器的第三端与电流互感器的第一端相耦接，运算放大器的第四端与外部电源相耦接，运算放大器的第五端接地。本实用新型电流转电压和电平抬高到正极性由同一个运算放大器完成，单电源供电，增加了可靠性，降低了成本。
【专利说明】—种电流采集电路
【技术领域】
[0001]本申请涉及采集电路领域，具体地说，是涉及一种电流采集电路。
【背景技术】
[0002]在交流电参量监测装置中，电压和电流采集方法有很多种，有着不同的成本和性能。有具有电气隔离的采集方法也有非隔离的方法。但是在三相交流采样中必须使用隔离的方案。使用CT(电流互感器)和PT(电压互感器)进行电气隔离和完成信号大小的转换无疑是性价比最好的方案。由于MCU内部的ADC只能接受正极性的电压信号，所以需要CT和ΡΤ后级的调理电路需要完成电流转电压及抬高信号电平到正极性的电压。
[0003]目前流行的电流转电压方法主要有两种:1、直接并电阻，缺点是给信号带来大的相移；2、使用运放调理信号完成电流转电压，缺点是需要双电源供电增加了成本和降低了可靠性；
[0004]而抬高信号电平至正极性主要有三种方法:a、使用精密全波整流电流，缺点是成本高，性能受运放影响，温度影响大；b、运放加法电路，缺点是双电源供电，且使用更多的精密电阻，成本高。c、使用电解电容耦合，性能和寿命受电解电容的限制，会产生额外的相移。
实用新型内容
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供了一种电流采集电路，其特征在于，包括:电流互感器、精密电阻和运算放大器，其中，
[0006]所述电流互感器的第二端，分别与所述精密电阻的第一端和所述运算放大器的第二端相耦接，所述电流互感器的第一端，与所述运算放大器的第三端相耦接；
[0007]所述精密电阻的第一端，分别与所述电流互感器的第二端、所述运算放大器的第二端相耦接，所述精密电阻的第二端与所述电流采集电路的输出端相耦接；
[0008]所述运算放大器的第一端，与所述电流采集电路的输出端相耦接，所述运算放大器的第二端，分别与所述电流互感器的第二端、所述精密电阻的第一端相耦接，所述运算放大器的第三端与所述电流互感器的第一端相耦接，所述运算放大器的第四端与外部电源相耦接，所述运算放大器的第五端接地。
[0009]优选地，其中，所述电流互感器为完成大电流到小电流的转换并且实现电气隔离的电流互感器。
[0010]优选地，其中，所述精密电阻为实现电流到电压的转换的精密电阻。
[0011]优选地，其中，所述运算放大器为对电信号进行运算并且具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的运算放大器。
[0012]优选地，其中，所述外部电源为5V电源。
[0013]与现有技术相比，本申请所述的一种电流采集电路，达到了如下效果:本实用新型中的电流转电压和电平抬高到正极性由同一个运算放大器完成，单电源供电，在保证性能的情况下，增加了可靠性，降低了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0015]图la为现有技术中一电流采集电路图；
[0016]图lb为现有技术中另一电流采集电路图；
[0017]图2为本实用新型提供的电流采集电路图。
【具体实施方式】
[0018]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0019]以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。
[0020]实施例一:
[0021]如图2所示，本实施例提供了一种电流采集电流，包括:电流互感器CT1、精密电阻RJ1和运算放大器U1，其中，
[0022]电流互感器CT1的第二端，分别与精密电阻RJ1的第一端和运算放大器U1的第二端相耦接，电流互感器CT1的第一端，与运算放大器U1的第三端相耦接，电流互感器CT1为完成大电流到小电流的转换并且实现电气隔离的电流互感器。
[0023]精密电阻RJ1的第一端，分别与电流互感器CT1的第二端、运算放大器U1的第二端相耦接，精密电阻RJ1的第二端与本实施例提供的电流采集电路的输出端相耦接，精密电阻RJ1为实现电流到电压的转换的精密电阻。
[0024]运算放大器U1的第一端，与本实施例的电流采集电路的输出端相耦接，运算放大器U1的第二端，分别与电流互感器CT1的第二端、精密电阻RJ1的第一端相耦接，运算放大器U1的第三端与电流互感器CT1的第一端相耦接，运算放大器U1的第四端与外部电源VDD5相耦接，运算放大器的第五端接地(AGND)。运算放大器U1为对电信号进行运算并且具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的运算放大器。
[0025]本实施例中的外部电源为5V电源。
[0026]当电流互感器CT1的一次侧流过一个电流，二次侧会按照相应的比例(电流互感器变比)流过一个电流12，由于运算放大器U1正反相输入引脚虚短和虚断，电流全部流过精密电阻，从而输出一个电压信号Uo = -12x Rl+1.6，1.6V是正向输入端的电源，因此电路输出一个以1.6V为中心的正弦波形，计算合适的电阻值(精密电阻RJ1)使波形幅值不超过后级A/D转换电路的输入范围，即不高于AD电路基准值，不低于0V，于是电路完成了电平抬高和电流转电压信号的功能。
[0027]与现有技术相比，本申请所述的一种电流采集电路，达到了如下效果:
[0028]本实用新型中的电流转电压和电平抬高到正极性由同一个运算放大器完成，单电源供电，在保证性能的情况下，增加了可靠性，降低了成本。
[0029]上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电流采集电路，其特征在于，包括:电流互感器、精密电阻和运算放大器，其中， 所述电流互感器的第二端，分别与所述精密电阻的第一端和所述运算放大器的第二端相耦接，所述电流互感器的第一端，与所述运算放大器的第三端相耦接； 所述精密电阻的第一端，分别与所述电流互感器的第二端、所述运算放大器的第二端相耦接，所述精密电阻的第二端与所述电流采集电路的输出端相耦接； 所述运算放大器的第一端，与所述电流采集电路的输出端相耦接，所述运算放大器的第二端，分别与所述电流互感器的第二端、所述精密电阻的第一端相耦接，所述运算放大器的第三端与所述电流互感器的第一端相耦接，所述运算放大器的第四端与外部电源相耦接，所述运算放大器的第五端接地。
2.根据权利要求1所述的电流采集电路，其特征在于，所述电流互感器为完成大电流到小电流的转换并且实现电气隔离的电流互感器。
3.根据权利要求1所述的电流采集电路，其特征在于，所述精密电阻为实现电流到电压的转换的精密电阻。
4.根据权利要求1所述的电流采集电路，其特征在于，所述运算放大器为对电信号进行运算并且具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的运算放大器。
5.根据权利要求1所述的电流采集电路，其特征在于，所述外部电源为5V电源。
【文档编号】G01R19/25GK204086387SQ201420588721
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】梁东, 李伟, 秦玉杰, 马勇, 赵凤阳 申请人:北京易艾斯德科技有限公司