一种电流指示电路的制作方法

本实用新型涉及一种电流指示电路，特别涉及对直流电流的指示电路。

背景技术：

现各种设备工作时，在输入或输出回路中均有电流流过，如需知道设备的输出或电流大小及工作状态是否正常，就需要进行电流的检测及显示。

在实际应用中，用户不需要对输入或输出电流知道的非常准确，如只需输入或输出电流达到了最大电流的25％、50％、75％和100％等后进行指示即可，让用户大致知道设备的工作电流大小等级及工作状态。

设备输入或输出电流可能会达到10A以上，要求电流检测电路能够实现低损耗。同时，由于电流等级大小划分的比较粗略，就对电流检测电路的受物料影响一致性和温度影响的温漂提出了更高的要求。

总之，在此种应用情况下，电流指示电路要求低损耗、一致性好、低温漂，同时要求小体积、低成本和高可靠性。

技术实现要素：

有鉴如此，本实用新型要解决的技术问题是，电流检测电路能够实现低损耗，电压信号的能够较小失真的放大，电压控制的基准电压能够非常准确。

为满足低损耗同时兼顾成本的要求，采用毫欧级别的电阻进行电流检测。为满足电压信号能够较小失真的放大，采用运放进行放大。为电压控制的基准电压能够非常准确，采用基准电压高精度的比较器进行放大。电流的显示通过LED点亮的数量不同来确定设备输入或输出电流的大小等级和工作状态即可。

本实用新型通过以下技术方案实现的：

一种电流指示电路：包括电流检测电路、电压放大电路、开关控制电路和LED指示电路四部分电路，具体原理框图见图1。

电流检测电路对流入的电流I进行检测，检测后的输出电压为Vs，电压放大电路对电压Vs进行放大，放大后的电压为Vo，开关控制电路对不同值电压Vo控制不同开关的导通与关断，开关导通后对应的LED指示电路中的LED点亮，LED点亮的数量不同来表示流入的电流大小不同，最后用户可以通过LED点亮的数量来确定输入或输出电流的大小等级和工作状态。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种电流指示电路，包括包括电流检测电路、电压放大电路、至少一路开关控制电路和与开关控制电路相同路数LED指示电路；电流检测电路对待测电流进行检测，检测后输出电压Vs，电压放大电路对电压Vs进行放大，放大后的电压为Vo，开关控制电路根据电压Vo的值控制自身的导通与关断，开关控制电路导通后对应的LED指示电路中的LED点亮，通过LED点亮的数量来确定待测电流的大小。

优选的，所述的电流检测电路包括检测电阻，检测电阻的一端作为电流检测电路的输入端连接待测点，检测电阻的另一端作为电流检测电路的输出端接地。

优选的，所述的电压放大电路包括第一电阻、第二电阻和第一运放；

所述的第一电阻的一端作为电压放大电路的第一输入端连接电流检测电路的输出端，第一电阻的另一端连接所述的第一运放的负向输入端，所述的第二电阻连接于所述的第一运放的负向输入端和所述的第一运放的输出端之间，所述的第一运放的供电端连接供电电压VDD，所述的第一运放的正向输入端作为电压放大电路的第二输入端连接电流检测电路的输入端，所述的第一运放的接地端连接第一运放的正向输入端，所述的第一运放的输出端作为电压放大电路的输出端。

优选的，所述的开关控制电路包括第四电阻、第五电阻和第一比较器，所述的第四电阻连接于所述的第一运放的输出端和第一比较器的基准端之间，所述的第五电阻连接于所述的第一运放的接地端和第一比较器的基准端之间；所述第一比较器的阳极连接第一运放的接地端；

所述的LED指示电路包括第三电阻和第一LED灯，所述的第三电阻连接于供电电压VDD和所述的第一LED灯的阳极之间，所述的第一LED灯的阴极连接第一比较器的阴极。

优选的，所述的电流指示电路还包括第二路开关控制电路和第二路LED指示电路；

所述第二路开关控制电路包括第七电阻、第八电阻和第二比较器，所述的第七电阻连接于所述的第一运放的输出端和第二比较器的基准端之间，所述的第八电阻连接于所述的第一运放的接地端和第二比较器的基准端之间；所述第二比较器的阳极连接第一运放的接地端；

所述第二路LED指示电路包括第六电阻和第二LED灯，所述的第六电阻连接于供电电压VDD和所述的第二LED灯的阳极之间，所述的第二LED灯的阴极连接第二比较器的阴极。

优选的，所述的电流指示电路还包括第三路开关控制电路和第三路LED指示电路；

所述第三路开关控制电路包括第十电阻、第十一电阻和第三比较器，所述的第十电阻连接于所述的第一运放的输出端和第三比较器的基准端之间，所述的第十一电阻连接于所述的第一运放的接地端和第三比较器的基准端之间；所述第三比较器的阳极连接第一运放的接地端；

所述第三路LED指示电路包括第九电阻和第三LED灯，所述的第九电阻连接于供电电压VDD和所述的第三LED灯的阳极之间，所述的第三LED灯的阴极连接第三比较器的阴极。

优选的，根据具体需求，增加或减少开关控制电路，相应的增加或减少LED指示电路。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：

1、能够对设备输入或输出电流进行检测，并通过LED灯进行指示。

2、电路实现方式简单、低损耗、小体积、低成本和高可靠性的特性，特别是一致性好、低温漂的特点。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的第一实施例的原理图。

具体实施方式

第一实施例

图1示出了原理框图，遵循上述初始的技术方案的连接关系，以3个LED灯为例来进行说明，具体可根据用户对电流划分等级大小要求不同，对开关控制和LED指示电路进行增加即可，具体的第一实施例中的原理图见图2。

本实用新型所述的电流检测电路包括检测电阻Rs，所述的检测电阻Rs的一端作为电流检测电路的输入端连接待测点，检测电阻Rs的另一端作为电流检测电路的输出端接地GND。

本实用新型所述的电压放大电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一运放ICA。

所述的第一电阻R1的一端作为电压放大电路的第一输入端连接电流检测电路的输出端，电阻R1的另一端连接所述的第一运放ICA的第2脚负向输入端，所述的第二电阻R2连接于所述的第一运放ICA的负向输入端第2脚和所述的第一运放ICA的输出端Vo第1脚之间,所述的第一运放ICA的供电端第8脚连接供电电压VDD，所述的第一运放ICA的正向输入端第3脚作为电压放大电路的第二输入端连接电流检测电路的输入端，所述的第一运放ICA的接地端第4脚连接第一运放ICA的正向输入端，所述的第一运放ICA的输出端作为电压放大电路的输出端。

每一路开关控制电路控制一路LED指示电路，至少可以有一路开关控制电路和一路LED指示电路。本实施例有3个LED灯，就有3个LED指示电路，相应的就有3路开关控制电路去控制LED指示电路的开通和关断。可以根据实际需要，增加或减少LED灯，从而相应的增加或减少LED指示电路和开关控制电路。

本实用新型所述的3路开关控制电路，第一路包括第四电阻R4、第五电阻R5和第一比较器IC1，第二路包括第七电阻R7、第八电阻R8和第二比较器IC2，第三路包括第十电阻R10、第十一电阻R11和第三比较器IC3。

所述的第四电阻R4连接于所述的第一运放ICA的输出端Vo和第一比较器IC1的基准端第1脚之间，所述的第五电阻R5连接于所述的第一运放ICA的接地端第4脚和第一比较器IC1的基准端第1脚之间；所述的第七电阻R7连接于所述的第一运放ICA的输出端Vo和第二比较器IC2的基准端第1脚之间，所述的第八电阻R8连接于所述的第一运放ICA的接地端第4脚和第二比较器IC2的基准端第1脚之间；所述的第十电阻R10连接于所述的第一运放ICA的输出端Vo和第三比较器IC3的基准端第1脚之间，所述的第十一电阻R11连接于所述的第一运放ICA的接地端第4脚和第三比较器IC3的基准端第1脚之间。第一比较器IC1的阳极、第二比较器IC2的阳极、第三比较器IC3的阳极连接第一运放的接地端。

所述的第一比较器IC1的阳极第3脚连接第一运放ICA的接地端第4脚，所述的第一比较器IC1的阴极第2脚连接对应的LED指示电路的输入端，所述的第二比较器IC2的阳极第3脚连接第一运放ICA的接地端第4脚，所述的第二比较器IC2的阴极第2脚连接对应的LED指示电路的输入端，所述的第三比较器IC3的阳极第3脚连接第一运放ICA的接地端第4脚，所述的第三比较器IC3的阴极第2脚连接对应的LED指示电路的输入端。

本实用新型所述的3路LED指示电路，第一路包括第三电阻R3和第一LED灯LED1，第二路包括第六电阻R6和第二LED灯LED2，第三路包括第九电阻R9和第三LED灯LED3。

所述的第三电阻R3连接于VDD和所述的第一LED灯LED1的阳极之间，所述的第六电阻R6连接于VDD和所述的第二LED灯LED2的阳极之间，所述的第九电阻R9连接于VDD和所述的第三LED灯LED3的阳极之间；所述的第一LED灯LED1的阴极连接于第一比较器IC1的阴极第2脚，所述的第二LED灯LED2的阴极连接于第二比较器IC2的阴极第2脚，所述的第三LED灯LED3的阴极连接于第三比较器IC3的阴极第2脚。

本实用新型具有显著的效果具体实现方案如下，以一个输出功率为240W的设备来举例说明，其最大输入电流Im＝10A，电压V1＝24VDC,电流从V1端流入，从GND端流出，设备负载为RL。

电流检测电路实现方案为：

流入电流I在检测电阻Rs形成的相当于GND的电压为Vs，Vs＝I*Rs，损耗Ps＝I²*Rs。

检测电阻可选择一个3mΩ±1％精度的贴片电阻实现，可计算出最大损耗Ps＝Im*Im*Rs＝0.3W，其损耗只占240W输出功率的0.125％，其损耗极低。

流入电流I按分别为33％、66％和100％的最大输入电流Im进行设计，在检测电阻Rs形成的电压分别为Vo1＝9.9mV，Vo2＝19.8mV，Vo2＝30mV。

电压放大电路实现方案为：

根据运放的特性可知，电阻R1两端的电压等于检测电阻Rs的电压Vs，运放的输出电压Vo＝(1+R2/R1)*Vs＝(1+R2/R1)*I*Rs。

为满足开关控制电路基准电压值和整个电路精度的需求，电阻R1可取300Ω±1％，电阻R2可取100KΩ±1％，放大倍数为343.3倍，可计算出运放放大后电压为Vo1≈3.31V,Vo2≈6.62V，Vo3≈10.03V。

开关控制电路和LED指示电路实现方案为：

输出电压Vo经过电阻分压，当分压后电压高于比较器的基准电压后，比较器的阴极到阳极将有电流流过，LED灯将被点亮，LED灯串联的电阻起到控制流过LED灯电流大小值的作用。分压电阻R4、R5可根据输入电流达到33％Im时LED1点亮，R7、R8可根据输入电流达到66％Im时LED2点亮，R10、R11可根据输入电流达到100％Im时LED3点亮的设计要求进行取值，即可实现通过LED点亮的数量来确定输入电流的大小等级和工作状态。

分压电阻R4、R5、R7、R8、R10和R11通用的±1％精度的电阻即可，比较器IC1、IC2和IC3可选用ICTL431实现，可选择基准电压为2.5V±0.4％规格的ICTL431，并且ICTL431的温漂系数为30ppm/℃，从-40℃～到125℃，基准电压只有5mV差异，即基准电压2.5V受温度影响只有0.2％的差异。由于比较器具有ICTL431高精度的基准电压和极低的温漂系数，使得开关控制电路的IC导通与关断电压非常准确和温漂极小。

目前ICTL431或类似的IC431比较器已非常通用，且价格较低，已与SOD-323的三极管相当，且基准电压和温漂特性大大优于三极管，使用的IC431比较器作为基本比较和开关是非常合适的。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，在本实用新型图2原理图的基础上，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，这里不再用实施例赘述，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。