专利名称：电流反馈型传感器单电源解决方案的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源解决方法，尤其涉及一种针对电流反馈型传感器的单电源供电结构及其解决方案。
背景技术：
目前，随着社会对新能源的需求日趋高涨，同时环保节能的要求也越来越严格，电机的变频控制需求日益的高涨。在变频控制中，为了达到比较好的控制效果，对电流，电压等物理量的检测要求也逐渐提高。对电流和电压的检测方法，是利用霍尔闭环传感器，为了有高的测量精度，高的抗干扰能力，这种传感器输出的是电流信号，需要外部添加一测量电阻，测量电阻的一端连接于传感器的输出端，另一端连接于传感器的参考地端，而传感器本身需要正负双电源供电。传统的做法是通过隔离电源模块，来给传感器提供一个±12V_±18V的双电源，然后将这个双电源的地作为测量参考地。这种传统的做法一是成本比较高，二是这样的转化效率比较低，三是占用的空间体积比较大，如果在实用环境要求控制器体积小的场合，尤其是电动汽车上，会给其它结构占用的空间带来很大压力。
发明内容
为了克服上述技术方案的不足，本专利提供了一种电流反馈型传感器单电源解决方案。本专利通过如下技术方案来实现—种电流反馈型传感器单电源解决方案，包括蓄电池、降压模块、电源中点提取电路、高边控制模块、低边控制模块、电流输出调理电路、电流吸收调理电路。所述蓄电池给降压模块供电，降压模块将蓄电池电压降低，输出给电流输出调理电路和电流吸收调理电路供电，电源中点提取电路获得降压模块输出电压的中点电压，高边控制模块和低边控制模块根据中点电压和输出电压分别控制电流输出调理电路和电流吸收调理电路的输出和吸收电流的大小。其整体连接方式是所述电源中点提取电路中放大器UlA的I端分别连接到所述高边控制模块中的电阻R3，所述低边控制模块中的电阻R4，所述高边控制模块中的电阻R7连接到所述电流输出调理电路的三极管Q3基极，所述低边控制模块中的电阻R15连接到所述电流吸收调理电路中的三极管Ql基极，而电流输出调理电路和电流吸收调理电路通过分别通过电阻RlO和电阻R16连接到输出电压上。所述电源中点提取电路的连接方式是电阻Rl连接到所述降压模块输出电压Vl的正极，另一端连接到电阻R2和比较器UlA的3端，电阻R2的另一端连接到所述降压模块的地，比较器UlA的8与电源正极连，UlA的4与电源的负极连，UlA的2与UlA的I连接。
所述高边控制模块的连接方式是电阻R3 —端连接到中点电压，另一端连接到电压比较器U3B的5端和电阻R14，电阻R14的另一端连接到电源地，电阻R6连接到输出电压上，电阻R6的另一端连接到比较器U3B的6端和电阻R13上，电阻R13的另一端连接到比较器U3B的7端和电阻R7上，比较其U3B的8端和4端分别连接到电源的正负极。所述低边控制模块的连接方式是电阻R4连接于比较其U2A的2端和电阻Rll，电阻Rll的另一端连接到比较其U2A的I端和电阻R15，电阻R5连接到输出电压上，电阻R5的另一端连接到比较器U2A的3端和电阻R12上，电阻R12的另一端连接到地，比较其U2A 的8端和4端分别连接到电源的正负极。所述电流输出调理电路的连接方式是三极管Q3的放射极连于地，集电极连于电阻R18，电阻R18的另一端连接到三极管Q2的基极和电阻R8，电阻R8的另一端连于电源，三极管Q2的发射机连于电源，集电极连于电阻R10,电阻RlO的另一端连于输出电压上。所述电流吸收调理电路的连接方式是三极管Ql发射机连于地，集电极连于电阻R16，电阻R16的另外一端连到输出电压上，电容Cl连于输出电压和地之间。本专利不需要采用隔离电源模块，而是直接利用原电源抽取电源中点电压的方式实现，所以效率更高，对于节能来说更有意义；本专利占用空间小，只是通过ー些贴片类的电阻电容以及比较器和晶体管即可实现；本专利在实现同功率级别的容量情况下，散热量更少；本专利在成本上有非常显著的优势。
下面根据附图及实施例对该专利作进ー步说明图I为本专利整体结构示意中11、蓄电池；12、降压模块；13、单电源输出；14、高边控制模块；15、电源中点提取电路；16、低边控制模块；17、电流输出调理电路；18、电流吸收调理电路；19、稳定的低压电源。图2为本专利整体电路结构及其连接方式示意图
具体实施例方式如图I-图2所示，一种电流反馈型传感器单电源解决方案，包括蓄电池11、降压模块12、电源中点提取电路15、高边控制模块14、低边控制模块16、电流输出调理电路17、电流吸收调理电路18，所述蓄电池11供电给所述的降压模块12，所述降压模块12输出ー个稳定的低压电源19给后续电路提供电源，所述的电源中点提取电路15提取此输出单电源的中点电压，给高边控制模块14和低边控制模块16作为參考电压，而高边控制模块14和低边控制模块16根据输出电压和參考电压的关系，分别控制电流输出调理电路17和电流吸收调理电路18的输出和吸收电流大小来保证输出电压和參考电压一致。其连接方式是所述电源中点提取电路中放大器UlA的I端分别连接到所述高边控制模块14中的电阻R3，所述低边控制模块16中的电阻R4，所述高边控制模块14中的电阻R7连接到所述电流输出调理电路17的三极管Q3基极，所述低边控制模块16中的电阻R15连接到所述电流吸收调理电路18中的三极管Ql基极，而电流输出调理电路17和电流吸收调理电路18分别通过电阻RlO和电阻R16连接到输出电压上。电源中点提取电路
通过电阻Rl和电阻R2，提供一个中点电压参考，电压比较器UlA通过负端反馈构成一个电压跟随器，用来构造一个驱动能力强，输出电压稳定的中点电压参考点。高边控制模块电路电阻R3和电阻R14对中点电压进行分压，电阻R6和电阻R13对输出电压进行分压，同时配合U3B，电阻R13又构成了负反馈，按照电流平衡的原理，构造出一个减法器。Uo= (Vref-Vout) *R13/R6 ；其中Uo比较器U3B输出电压；Vref为中点电压；Vout为输出电压；低边控制模块电路电阻R5和电阻Rl2构成对中点电压的分压，电阻R4和电阻Rll构成了对输出电压分压，同时电阻Rll和比较器U2A构成了负反馈，按照电流平衡的原理，构造出一个减法器，Uol= (Vout-Vref)*R11/R4其中Uol为比较其U2A输出电压；Vref为中点电压；Vout为输出电压；电流输出调理电路电阻R7和三极管Q3对高边控制电路得出的信号进行放大，从而控制流过电阻R8的电流，进而达到控制流过三极管Q2电流的目的，一次来控制输出电压等于中点电压。电流吸收调理电路电阻R15和三极管Ql对低边控制电路得出的信号进行放大，直接来控制流过电阻R16和三极管Ql的电流，以此来调节输出电压等于中点电压。本发明的工作原理当输出电压低于中点电压的时候，此时低边控制模块16电路中的比较器U2A的输出电压Uol按照理论计算应该为负值，但是比较器现在是单电源供电，所以比较器输出的最低电压为零伏，也就是说此时三极管Ql状态为截止；同时高边控制模块14电路中的比较器 U3B 的输出电压 Uo = (Vref-Vout) *R13/R6 ；如果Vref-Vout的差值越大，也就是说输出电压越低的话，比较器U3B输出的电压就越高，从而三极管Q3中允许通过的电流就越大，那么电阻R18中允许通过的电流也就越大,这种情况下三极管Q2能够通过电源和电阻RlO给电容Cl补充更多的电流，当Vout逐渐增大的时候，那么Vref-Vout的差值就变小,从而Q2允许补充的电流也就变小。当Vout大于Vref的时候，同理比较U3B此时输出电压为零伏，此时三极管Q3处于截止状态，那么Q2也截止，此时低边电流吸收电路中的比较器U2A的输出电压Uol为正值，Vout高出Vref的越多,那么Uol的值越大,从而三极管Ql允许通过的电流越大，这样就可以把电容Cl上多余的电量回路放掉，通过高边和低边的交替工作，可以保证输出电压围绕在中点电压一个很小的范围内变化，这个范围有电阻R13和电阻R6的比例决定。
至此此方法提供了一个稳定的，既可以输出电流又可以吸收电流的中点电平，这样对于需要双电源驱动的传感器来说，已经有三个稳定的电平可以使用，传感器就可以正常工作。 本技术领域中的相关技术人员应当熟悉到，以上所述实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作 对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对上述实施例所做的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.一种电流反馈型传感器单电源解决方案，包括蓄电池、降压模块、电源中点提取电路、高边控制模块、低边控制模块、电流输出调理电路、电流吸收调理电路，其特征在于，所述蓄电池给降压模块供电，降压模块将蓄电池电压降低，输出给电流输出调理电路和电流吸收调理电路供电，电源中点提取电路获得降压模块输出电压的中点电压，高边控制模块和低边控制模块根据中点电压和输出电压分别控制电流输出调理电路和电流吸收调理电路的输出和吸收电流的大小，其连接方式是所述电源中点提取电路中放大器UlA的I端分别连接到所述高边控制模块中的电阻R3，所述低边控制模块中的电阻R4，所述高边控制模块中的电阻R7连接到所述电流输出调理电路的三极管Q3基极，所述低边控制模块中的电阻R15连接到所述电流吸收调理电路中的三极管Ql基极，而电流输出调理电路和电流吸收调理电路通过分别通过电阻RlO和电阻R16连接到输出电压上。
2.根据权利要求I所述的一种电流反馈型传感器单电源解决方案，其特征在于所述电源中点提取电路的连接方式是电阻Rl连接到所述降压模块输出电压Vl的正极，另一端连接到电阻R2和比较器UlA的3端，电阻R2的另一端连接到所述降压模块的地，比较器UlA的8与电源正极连，UlA的4与电源的负极连，UlA的2与UlA的I连接。
3.根据权利要求I所述的一种电流反馈型传感器单电源解决方案，其特征在于所述高边控制模块的连接方式电阻R3 —端连接到中点电压，另一端连接到电压比较器U3B的5端和电阻R14，电阻R14的另一端连接到电源地，电阻R6连接到输出电压上，电阻R6的另一端连接到比较器U3B的6端和电阻R13上，电阻R13的另一端连接到比较器U3B的7端和电阻R7上，比较其U3B的8端和4端分别连接到电源的正负极。
4.根据权利要求I所述的一种电流反馈型传感器单电源解决方案，其特征在于所述低边控制模块的连接方式电阻R4连接于比较其U2A的2端和电阻RlI，电阻Rll的另一端连接到比较其U2A的I端和电阻R15，电阻R5连接到输出电压上，电阻R5的另一端连接到比较器U2A的3端和电阻R12上，电阻R12的另一端连接到地，比较其U2A的8端和4端分别连接到电源的正负极。
5.根据权利要求I所述的一种电流反馈型传感器单电源解决方案，其特征在于所述电流输出调理电路的连接方式三极管Q3的放射极连于地，集电极连于电阻R18，电阻R18的另一端连接到三极管Q2的基极和电阻R8，电阻R8的另一端连于电源，三极管Q2的发射机连于电源，集电极连于电阻R10，电阻RlO的另一端连于输出电压上。
6.根据权利要求I所述的一种电流反馈型传感器单电源解决方案，其特征在于所述电流吸收调理电路的连接方式三极管Ql发射机连于地，集电极连于电阻R16，电阻R16的另外一端连到输出电压上，电容Cl连于输出电压和地之间。
全文摘要
本发明公开了一种电流反馈型传感器单电源解决方案，包括蓄电池、降压模块、电源中点提取电路、高边控制模块、低边控制模块、电流输出调理电路、电流吸收调理电路。蓄电池连接到降压模块的输入端，降压模块的输出端给电流输出调理电路供电，电源中点提取电路提取降压模块输出电压的中点，然后将此电压分别输出给高边控制模块和低边控制模块，高边输出模块连接到输出电压和电流输出调理电路，低边控制模块连接到输出电压和电流吸收调理电路。本专利不需要采用隔离电源模块，而是直接利用原电源抽取电源中点电压的方式实现，所以效率更高，对于节能来说更有意义；本专利占用空间小，只是通过一些贴片类的电阻电容以及比较器和晶体管即可实现；本专利在实现同功率级别的容量情况下，散热量更少；本专利在成本上有非常显著的优势。
文档编号G05F1/56GK102622023SQ20111002782
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者曾庆臣, 李萌 申请人:北京友信宏科电子科技有限公司