一种降低电流传感器采样误差的电路的制作方法

本发明涉及电流传感器采样的技术领域，具体为一种降低电流传感器采样误差的电路。

背景技术：

低误差的电流采样电路是电机控制的基础，电流传感器的供电电压静差或波动是其产生采样误差的原因之一，供电电压静差造成被测电流零飘；供电电压波动造成采样毛刺较大。

电流传感器的一般输出计算公式为：

其中vout为传感器输出电压值；voe＝0.5*vcc，vcc为电流传感器的供电电压；k1是电流传感器的固有增益；ip是实际测量电流；ipn是传感器有效量程。由公式(1)可见，若ip不变，vcc的静差或波动也将导致vout变化，从而产生电流采样误差。

为了减小电流信号调理电路的输出误差，应在硬件电路设计时尽可能降低或者完全消除vcc静差或波动带来的误差。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种降低电流传感器采样误差的电路，其通过带参考电源的电流传感器信号调理电路消除vcc带来的误差。

一种降低电流传感器采样误差的电路，其特征在于：其包括参考电源产生电路、电流传感器信号调理电路，所述电流传感器信号调理电路包括电流传感器，所述电流传感器输入vcc和gnd，输出v2，所述输出v2的第一线路上连接电阻r3、偏置电压voffset连接电阻r5后形成第二线路，所述第一线路、第二线路并联接入运算放大器u2的正输入端，所述参考电源产生电路的输出端产生的电压v1，所述参考电源产生电路的输出线路连接电阻r4后接入运算放大器u2的负输入端，所述运算放大器u2的输出端和负输入端间连接有电阻r6，所述运算放大器u2的输出端通过上述减法放大电路得到v2和v1的差值v3，其中r3等于r4的阻值，r5等于r6的阻值，所述参考电源产生电路的输出端产生的电压v1的数值为0.5vcc。

其进一步特征在于：所述偏置电压voffset由高精度电源基准芯片产生，其值为voffset＝0.5vadc_ref，vadc_ref是adc采样芯片内部的固有参考电压；

通过修改r3、r4、r5、r6可以调整放大电路的增益，通过减法放大电路可以得到v2和v1的差值v3，k1是电流传感器的固有增益，ip是实际测量电流，ipn是电流传感器有效量程；

所述参考电源产生电路包括电阻r1、r2运算放大器u1，运算放大器u1的正输入端并联有两路线路，其中一路线路连接电阻r1后连接电流传感器的供电电压vcc，另一路线路连接电阻r2后接地，所述运算放大器u1的输出端和负输入端间连通，所述运算放大器u1的输出端即为参考电源产生电路的输出端产生的电压v1。

采用本发明后，参考电源产生电路输出端产生的电压v1的数值为0.5vcc，v2大小如式(1)所示；r3～r6，u2组成减法放大电路，r3和r4设计为阻值相等，r5和r6设计为阻值相等，修改r3、r4、r5、r6可以调整放大电路的增益，通过减法放大电路可以得到v2和v1的差值，即v3，公式如下：

考虑公式(1)和公式(2)，可得

其中voffset为偏置电压，由于ip存在负值，需要在电路中引入偏置电压voffset。voffset由高精度电源基准芯片产生，其值为voffset＝0.5vadc_ref，vadc_ref是adc采样芯片内部的固有参考电压，由公式(4)可见，计算公式中无供电电压vcc的存在，即电路可以完全消除vcc的影响，其通过参考电源产生电路产生一个跟随vcc变化的参考电压，通过减法电路得到电流传感器输出信号和参考电压的差，从而消除vcc变化在电流传感器输出信号中产生的影响。

附图说明

图1为本发明的参考电源产生电路的结构示意简图；

图2为本发明的电流传感器信号调理电路结构示意简图。

具体实施方式

一种降低电流传感器采样误差的电路，见图1、图2：其包括参考电源产生电路、电流传感器信号调理电路，电流传感器信号调理电路包括电流传感器，电流传感器输入vcc和gnd，输出v2，输出v2的第一线路上连接电阻r3、偏置电压voffset连接电阻r5后形成第二线路，第一线路、第二线路并联接入运算放大器u2的正输入端，参考电源产生电路的输出端产生的电压v1，参考电源产生电路的输出线路连接电阻r4后接入运算放大器u2的负输入端，运算放大器u2的输出端和负输入端间连接有电阻r6，运算放大器u2的输出端通过上述减法放大电路得到v2和v1的差值v3，其中r3等于r4的阻值，r5等于r6的阻值，参考电源产生电路的输出端产生的电压v1的数值为0.5vcc。

偏置电压voffset由高精度电源基准芯片产生，其值为voffset＝0.5vadc_ref，vadc_ref是adc采样芯片内部的固有参考电压；

通过修改r3、r4、r5、r6可以调整放大电路的增益，通过减法放大电路可以得到v2和v1的差值v3，k1是电流传感器的固有增益，ip是实际测量电流，ipn是电流传感器有效量程；

参考电源产生电路包括电阻r1、r2运算放大器u1，运算放大器u1的正输入端并联有两路线路，其中一路线路连接电阻r1后连接电流传感器的供电电压vcc，另一路线路连接电阻r2后接地，运算放大器u1的输出端和负输入端间连通，运算放大器u1的输出端即为参考电源产生电路的输出端产生的电压v1。

采用本发明后，参考电源产生电路输出端产生的电压v1的数值为0.5vcc，v2大小如式(1)所示；r3～r6，u2组成减法放大电路，r3和r4设计为阻值相等，r5和r6设计为阻值相等，修改r3、r4、r5、r6可以调整放大电路的增益，通过减法放大电路可以得到v2和v1的差值，即v3，公式如下：

考虑公式(1)和公式(2)，可得

其中voffset为偏置电压，由于ip存在负值，需要在电路中引入偏置电压voffset。voffset由高精度电源基准芯片产生，其值为voffset＝0.5vadc_ref，vadc_ref是adc采样芯片内部的固有参考电压，由公式(4)可见，计算公式中无供电电压vcc的存在，即电路可以完全消除vcc的影响，其通过参考电源产生电路产生一个跟随vcc变化的参考电压，通过减法电路得到电流传感器输出信号和参考电压的差，从而消除vcc变化在电流传感器输出信号中产生的影响。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。