一种采样电阻在buck输出端的电流采样电路的制作方法

1.本实用新型属于电力电子电路技术领域，尤其涉及一种的采样电阻在buck输出端的电流采样电路。


背景技术：

2.buck变换器常在输出端使用电流传感器的方式进行电流采样，得到相对准确的输出电流值。但是受到成本控制和进口采购限制的制约，采用高精度采样电阻也能达到较好效果。但是，采样电阻会受到温漂和温湿度等环境因素影响，进而影响电流采样值，最终使输出电流误差较大。而通本实用新型的电流采样电路，能有效滤除测量噪声和无效数据，使采样电流精确且稳定，能实现比较好的电流控制效果。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种在buck电路输出端使用采样电阻的电流采样电路，所述电流采样电路的采样电阻设置在buck电路输出端，采样电阻两端的电压信号经过模拟数字采样芯片执行模拟数字转换a/d后，所述模拟数字采样芯片输出的数字采样信号输入到作为控制器的微处理器模块的信号输入端，通过微处理器对数字采样信号进行kalman滤波处理，进而由微处理器产生控制buck电路控制信号，所述控制信号是控制脉冲宽度调制信号pwm的占空比的信号。
4.进一步的，所述电流采样电路的采样电阻串联在buck电路输出端，由多个高精度小电阻值电阻并联组成。
5.进一步的，所述buck电路由功率mos晶体管组成，电流采样电路的采样电阻串联在mos晶体管的源极；所述模拟数字采样芯片使用ad8414；采样电阻阻值0.005ω，精度1％。
6.进一步的，所述微控制器内置改进的kalman滤波处理模块。
7.进一步的，所述改进的kalman滤波处理模块包括：
8.输入模块，接收模拟数字采样芯片输出的数字采样信号；
9.kalman滤波模块，抑制滤波发散；
10.跟踪运算模块，使滤波器具有强跟踪滤波能力；
11.输出模块，在对电流采样信号运行kalman滤波后，生成控制buck电路的脉冲宽度调制信号pwm，并输出用于控制buck电路。
12.本实用新型的有益效果是：采用简单的高精度采样电阻在buck电路输出端进行采样的电路结构。相较传统采样电阻数据处理时采用均值滤波或者中值滤波方法，本电路得到的采样数据稳定性和采样精度更高，实时性更好。
附图说明
13.图1是本实用新型采样电阻在buck电路输出端电流采样电路图。
具体实施方式
14.本实用新型的技术方案是：一种电流采样电路设计，采样电阻设置在buck电路输出端，经过采样芯片后进入控制器进行数据滤波处理，进而控制pwm占空比。
15.以下结合附图1对本实用新型的具体实施方式作出详细说明。
16.电流采样电阻在输出端的buck电路，包含高精度采样电阻(r13，r54)与电流采样芯片和主控制器系统。所示电流采样模块在主电路中，经采样芯片输出到控制器，控制器直接进行滤波处理，经过计算并调节当前pwm占空比，控制输出电流。
17.在实际应用中，常用采样芯片输出信号直接进控制器，控制器根据采样数值直接或进行中值滤波后进行pwm控制，实现调节电流的目的。但是此时的输出电流纹波较大，输出不稳定，并且与电流设定值存在较大误差，效果较差。其次，常采用电流传感器进行采样，能达到较好效果。但是这种设计成本较大，并受器件进口采购的制约，实现较为繁琐。
18.一种在buck电路输出端使用采样电阻的电流采样电路，电流采样电路的采样电阻设置在buck电路输出端，采样电阻两端的电压信号经过模拟数字采样芯片执行模拟数字转换a/d后，所述模拟数字采样芯片输出的数字采样信号输入到作为控制器的微处理器模块的信号输入端，通过微处理器内置的kalman滤波处理模块对数字采样信号进行kalman滤波处理，进而由微处理器产生控制buck电路控制信号，所述控制信号是控制脉冲宽度调制信号pwm的占空比的信号。所述kalman滤波处理模块由相关的比较器等现有的电子器件组合实现，并非本实用新型的改进。
19.所述电流采样电路的采样电阻串联在buck电路输出端，由多个高精度小电阻值电阻并联组成。
20.所述buck电路由功率mos晶体管组成，电流采样电路的采样电阻串联在mos晶体管的源极；所述模拟数字采样芯片使用ad8414；采样电阻阻值0.005ω，精度1％。
21.所述微控制器内置改进的kalman滤波处理模块，在传统卡尔曼滤波基础上加入滤波收敛性判据，抑制滤波发散，并设置强跟踪滤波调整增益矩阵，使滤波器具有强跟踪滤波能力。
22.最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型实施例的技术方案的精神和范围。


技术特征：
1.一种采样电阻在buck输出端的电流采样电路，其特征在于，所述电流采样电路包括：采样电阻、buck电路、模拟数字采样芯片和微处理器；所述电流采样电路的采样电阻设置在buck电路输出端，采样电阻两端的电压信号经过模拟数字采样芯片执行模拟数字转换a/d后，输入到微处理器的信号输入端；通过微处理器内置的滤波处理模块对数字采样信号进行kalman滤波处理，进而由微处理器产生控制buck电路的控制信号，所述控制信号是控制脉冲宽度调制信号pwm的占空比的信号。2.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述电流采样电路的采样电阻串联在buck电路输出端，由多个高精度小电阻值电阻并联组成。3.如权利要求2所述的电流采样电路，其特征在于，所述buck电路由功率mos晶体管组成，电流采样电路的采样电阻串联在mos晶体管的源极；所述模拟数字采样芯片使用ad8414；采样电阻阻值为0.005ω，精度1％。4.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述微处理器内置kalman滤波处理模块，该kalman滤波处理模块由相关电路器件组合实现。

技术总结
本实用新型提出了一种采样电阻在buck输出端的电流采样电路，所述的电流采样电路的采样电阻设置在BUCK电路输出端，采样电阻两端的电压信号经过模拟数字采样芯片执行模拟数字转换A/D后，所述模拟数字采样芯片输出的数字采样信号输入到作为控制器的微处理器模块的信号输入端，通过微处理器对数字采样信号进行Kalman滤波处理，进而由微处理器产生控制buck电路控制信号，所述控制信号是控制脉冲宽度调制信号PWM的占空比的信号。制信号PWM的占空比的信号。制信号PWM的占空比的信号。


技术研发人员：许亚朝 郗悦 王璇 蔡林峰 王月英
受保护的技术使用者：保定天威保变电气股份有限公司
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2023/1/19