一种脉冲电流采样电路的制作方法

本实用新型涉及脉冲电流技术领域，特别涉及一种脉冲电流采样电路。

背景技术：

随着开关电源技术的不断更新与快速发展，以及大功率半导体器件的小型化与高频化、高可靠性化，高频高压开关电源已涉透到多行多业，在脉冲功率电子系统中，如脉冲调制器、脉冲激光器、电磁轨道炮等都对脉冲电流采样的精度要求越来越高，而传统的脉冲电流取样是采用RC滤波、采用专用的有效值电流取样芯片或是采用峰值保持电路进行脉冲电流检测取样，这些电流取样方式往往因被取样脉冲电流处于不连续模式，电流变化周期不固定等因素，而造成电流取样误差范围偏大、电流取样比例变化大、以及电流取样非线性范围大，进而使得脉冲电流取样精度很难得到提高，如果采用高速数字与模拟结合的电流采样方式或者采用更高规模的集成电流采样控制芯片，则成本与电路复杂性将会偏高，因而简单有效、成本较低且精确的脉冲电流取样电路，在谐振式充电电源与各种脉冲电源中是非常重要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述缺陷，提供一种脉冲电流采样电路，以达到简单有效、成本较低、易于实现并且能够精确的进行电流采样。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：一种脉冲电流采样电路，其特征在于：包括输入电压跟随器电路、滤波电路、采样保持器和延时电路，所述输入电压跟随器电路的输入端输入脉冲电流的电压采样信号，所述输入电压跟随器电路的输出端通过滤波电路连接采样保持器的信号输入端，脉冲电流控制信号经延时电路输入到采样保持器的控制端，所述采样保持器的输出端输出脉冲电流的采样信号。

所述采样保持器输出端连接滤波电路，采样保持器输出的脉冲采样信号经滤波电路后输出。

优选地，所述的滤波电路为RC滤波电路。

所述的延时电路对脉冲电流控制信号的前沿进行延时。

优选地，所述的脉冲电流的电压采样信号通过互感器采集。

本实用新型的优点为该脉冲电流采样电路实现简单，成本低，能够有效避免脉冲电流无效期间对电流采样值的影响，有效避免脉冲电流处于不连续模式、电流变化周期不固定等因素对电流采样的影响，从而提高了脉冲电流的采样精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图

图2为本实用新型的电路原理图

图3为本实用新型中脉冲电流采样电路的时序图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步叙述。

如图1所示，一种脉冲电流采样电路，包括输入电压跟随器、滤波电路、采样保持器电路和延时电路，输入电压跟随器的输入端输入脉冲电流的电压采样信号，输入电压跟随器的输出端连接滤波电路，滤波电路输出端连接采样保持器的信号输入端，脉冲电流控制信号经延时电路后输入到采样保持器的控制信号输入端，采样保持器输出的脉冲电流采样信号经滤波电路进行滤波处理后输出，输出的脉冲电流采样信号可用于其它电路对脉冲电流进行检测控制。脉冲电流的电压采样信号通过电压互感器实现电压信号的采集。采样保持器芯片型号为可采用LF398芯片来实现。

滤波电路采用RC滤波电路形式组成。延时电路对脉冲电流控制信号的时序的前沿进行延时，以解决实际电流输出相对控制电路有一定滞后性，直接用脉冲电流控制信号作电流采样控制信号，会引起电流采样失真问题。如图2所示，P1为脉冲电流控制信号，P3为经延时电路对P1的脉冲前沿进行延时后的信号即电流采样控制信号，图中电流采样控制信号的前沿略滞后脉冲电流控制信号。这样在脉冲信号高电平期间(即脉冲电流有效期间)，其采样保持器处于实时工作状态，得到的电流测量采样输出值是输入电流经过RC滤波后电流值，在脉冲信号低电平期间(即脉冲电流无效期间)，由于采样保持器的采样保持作用，测量电流是上个脉冲电流有效期间电流值，但下一个周期脉冲信号高电平期间，采样电流将采样周期中输入电流经过RC滤波后电流值与上一个脉冲电流有效期间电流值叠加值，这样有效避免了脉冲电流无效期间对电流采样值的影响，也就是有效避免了脉冲电流处于不连续模式，电流变化周期不固定等因素对电流采样的影响，从而提高了脉冲电流采样精度。

如图2所示，为本实用新型的一种电路具体实施方式，在正确反应脉冲电流的电压信号的电压采样信号输入到由比较器组成的电压跟随器的输入端，脉冲电流的电压采样信号如图3中的P2所示，在图3中P1为脉冲电流控制信号，P3为经延时电路后形成的脉冲电流采样控制信号，P4为采样数出的电压信号时序。如图2所示，脉冲电流的电压采样信号P2经PLUS-IIN输入到电压跟随器N3的第3引脚，经电压跟随器的第1引脚输出滤波电路，滤波电路由电阻R4和电容C3组成，形成RC滤波器，电压跟随器N3的第3引脚输出电压信号经R4C3形成的滤波电路路后加载到采样保持器的信号输入端，即采样保持器N2的第3引脚；脉冲电流控制信号P1经过DR-IN输入到与门电路N1-A的第1引脚，同时经过由R1V1C1构成的前沿延时电路路输入到与门电路的第2引脚，形成脉冲电流采样控制信号P3由与门电路N1-A的第3引脚输出，输出的信号在分别输入到与门电路N1-B的第5引脚和第6引脚后由与门电路N1-B的第4引脚输出，此时的电流采样控制信号更为接近理想的控制信号，N1-B的第4引脚经限流电阻R2连接到采样保持器的采样控制输入端，即N2的第8引脚。采样保持器N2的输出端经过电阻R5和电容C4组成的RC滤波器后经VOUT输出采样后的电压信号P4。

脉冲电流的电压采样信号PLUS-IIN是来源于脉冲电流互感器、霍尔电流传感器、由电流采样电阻采样的小信号经前置放处理后等等表征脉冲电流的电压信号。脉冲电流控制信号DR-IN是由专门的脉冲控制电路形成，也可以由DSP、MCU、CPLD、FPGA等集成化可编程控制器件直接形成，时序是与被测脉冲电流信号主控信号，即两者是同步的。第一个与门主要作用是形成脉冲前沿延时，第二个与门主要作用时，使第一个与门处理出来的脉冲信号更为陡峭。

通过本实施例的脉冲电路采样电路，实现脉冲信号高电平期间(即脉冲电流有效期间，P4的B区域)，其采样保持器处于实时工作状态，得到的电流测量值是输入电流经过RC滤波后电流值，在脉冲信号低电平期间(即脉冲电流无效期间，P4的A区域)，由于采样保持器的采样保持作用，测量电流是上个脉冲电流有效期间电流值，但下一个周期脉冲信号高电平期间，采样电流将采样周期中输入电流经过RC滤波后电流值与上一个脉冲电流有效期间电流值叠加值，从而形成稳定的近似直流电压信号P4，经R5C4滤波后，由VOUT端输出。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。