一种电流检测装置的制作方法

本发明涉及一种电流检测装置。

背景技术

在目前的电力系统、电动汽车、电机控制器、电焊机等方面，通常的电流测试装置是基于霍尔电流传感器。工作原理：通电螺线管内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大小；

目前主流产品存在的问题：1、霍尔电流传感器精度低，精度普遍1％或者5％；2、温漂大，受温度影响较大，温度变化引起的测量误差会更大；3、抗干扰性差，工作原理是感应磁场，现实环境中磁场无处不在，在较复杂的电磁环境中受到的影响会比较大，4、精度受产品安装位置影响大，铜排完全通过正中心才最准确，但在实际应用当中，铜排通过正中心难度较大，故检测精度会受到影响。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有技术中采用霍尔电流传感器进行电流测量带来的测量精度低、温漂大、抗干扰性差以及测量精度受安装位置影响大的问题，提出了一种新的电流检测装置，该电流检测装置具有测量精度高、温漂小、抗干扰性强、测量精度不受安装位置影响以及性能稳定可靠的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种电流检测装置，包括串联至电路中的检测元件，所述检测元件连接隔离运放电路，通过所述隔离运放电路将所述检测元件上产生的高压模拟信号转换成低压模拟信号，所述隔离运放电路与运放电路连接，通过所述运放电路对低压模拟信号进行运算，所述运放电路连接至信号输出端，从所述信号输出端得出所述运放电路算出的模拟信号。

进一步的，优选地，所述隔离运放电路与隔离电源电路连接，所述隔离电源电路连接电源，通过所述隔离电源电路给所述隔离运放电路提供低压参考点和高压参考点。

更优选地，所述隔离电源电路与所述电源之间设有防止反接的辅助电源电路。

更优选地，所述隔离电源电路与所述电源之间以及与所述运放电路之间连接有转换电路，通过所述转换电路为所述运放电路提供负的电压。

更优选地，所述隔离电源电路与为所述检测元件提供温度补偿的ntc温度采集电路连接，所述隔离电源电路与所述ntc温度采集电路之间设有为所述ntc温度采集电路提供稳定电压的基准稳压电路。

优选地，所述隔离运放电路包括耦合器，所述耦合器的输入端与所述检测元件两端连接并且和所述高压参考点连接，所述耦合器的输出端与所述运放电路的输入端连接，所述耦合器的输出端与所述低压参考点连接。

更优选地，所述运放电路包括运算放大器一，所述运算放大器一的正负极输入端与所述隔离运放电路的输出端连接，所述运算放大器一的输出端连接运算放大器二的负极输入端，所述运算放大器二的输出端与所述信号输出端连接，所述运算放大器一同时与所述转换电路的输出端连接。

更优选地，所述隔离电源电路包括变压器，所述变压器原边通过电源驱动器与所述低压参考点连接，所述变压器的幅边与所述高压参考点连接。

更优选地，所述转换电路包括电压转换器，所述电压转换器的输出端得到负电压并与所述运放电路连接。

更优选地，所述ntc温度采集电路通过热敏电阻对所述检测元件进行温度补偿，所述基准稳压电路通过稳压源为所述ntc温度采集电路提供稳定电压。

本发明的有益效果在于：本发明采用高精密检测元件，检测电流精度高；采用欧姆定律原理，抗干扰能力强，且稳定可靠；使用方便、价格低廉，性价比高；采用ntc采集分流器温度，可对因温度变化引起的测试值变化做补偿，提高测试精确度；可无缝对接替换霍尔传感器，工作电压、输出模拟电压均与霍尔传感器相匹配，方便替代霍尔传感器。

附图说明

图1是本发明一种电流检测装置的结构示意图；

图2是图1中检测元件、隔离运放电路和运放电路的连接示意图；

图3是图1中隔离电源电路的连接示意图；

图4是图1中辅助电源电路和转换电路的连接示意图；

图5是图1中基准稳压电路的连接示意图；

图6是图1中ntc温度采集电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，本实施例公开了一种电流检测装置，包括串联至电路中的检测元件100，所述检测元件100连接隔离运放电路200，通过所述隔离运放电路200将所述检测元件100上产生的高压模拟信号转换成低压模拟信号，所述隔离运放电路200与运放电路300连接，通过所述运放电路300对低压模拟信号进行运算，所述运放电路300连接至信号输出端out，从所述信号输出端out得出所述运放电路300算出的模拟信号，最后得到的模拟信号再通过欧姆定律计算得出经过检测元件100的电流从而得出被测电路的电流；

所述隔离运放电路200与隔离电源电路400连接，所述隔离电源电路400连接电源500，所述电源500采用5v的交流电，通过所述隔离电源电路400给所述隔离运放电路200提供低压参考点gnd和高压参考点gnd_signal，所述隔离电源电路400与所述电源500之间设有防止反接的辅助电源电路600，所述隔离电源电路400与所述电源500之间以及与所述运放电路300之间连接有转换电路700，由于检测的是交流电，从而通过所述转换电路700为所述运放电路300提供负电压用于运放检测，所述隔离电源电路400与为所述检测元件100提供温度补偿的ntc温度采集电路800连接，通过对所述检测元件100进行实时温度补偿从而保证检测元件100检测的精度，所述隔离电源电路400与所述ntc温度采集电路800之间设有为所述ntc温度采集电路800提供稳定电压的基准稳压电路900从而保证所述ntc温度采集电路800的准确性；

如图2所示，所述检测元件100为采样电阻r20，采样电阻r20的阻值选用100ω，温度系数为±20(ppm/℃)，运行温度为-65℃到+170℃；

如图2所示，所述隔离运放电路200包括耦合器201，耦合器201选用的型号为acpl-799t，所述耦合器201的输入端与所述检测元件100两端连接并且和所述高压参考点gnd_signal连接，所述耦合器201的输出端与所述运放电路300的输入端连接，所述耦合器201的输出端与所述低压参考点gnd连接；

如图2所示，所述运放电路300包括运算放大器一301，所述运算放大器一301的正负极输入端与所述隔离运放电路200的输出端连接，所述运算放大器一301的正负极输入端与所述耦合器201的输出端连接，所述运算放大器一301的输出端连接运算放大器二302的负极输入端，所述运算放大器二302的输出端与所述信号输出端out连接，所述运算放大器一301和所述运算放大器二302均选用的型号为tl082，所述运算放大器一301同时与所述转换电路700的输出端连接；

如图3所示，所述隔离电源电路400包括变压器401，所述变压器401的型号选用da2303，所述变压器401原边通过电源驱动器402与所述低压参考点gnd连接，所述变压器401的型号选用sn6501，所述变压器401的幅边与所述高压参考点gnd_signal连接，所述变压器401的幅边连接有由二极管d2和二极管d3组成的全桥整流电路，通过全桥整流电路得到与所述高压参考点gnd_signal连接的+5v电压；

如图4所示，所述辅助电源电路600包括与所述电源500两端并联的瞬态抑制二极管601，所述电源500的输出端分别与所述转换电路700和所述隔离电源电路400连接，所述电源500的输出端还串联有整流二极管d1；

如图4所示，所述转换电路700包括电压转换器701，所述电压转换器701选用的型号为tc7660eoa，所述电压转换器701的输出端得到负电压-5v并与所述运放电路300连接，所述电压转换器701的输入端为正电压5v并与所述运放电路300连接，±5v均与运算放大器一301连接；

如图5所示，所述基准稳压电路900通过稳压源z1为所述ntc温度采集电路800提供稳定电压，稳压源z1的型号选用为tl431，稳定的电压值为+3.3v，通过稳定的电压为ntc温度采集电路800进行精确供电；

如图6所示，所述ntc温度采集电路800通过热敏电阻rt1对所述检测元件100进行温度补偿，热敏电阻rt1连接输出端a，输出端a与检测元件连接，所述热敏电阻rt1选用ntc热敏电阻。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。