一种BUCK电路输出参数的采集电路的制作方法

本实用新型涉及电路检测领域，特别是涉及一种buck电路输出参数的采集电路。

背景技术：

常规的buck电路虽然可以为灯具供电，但是无法监控灯具的用电情况，例如常规的buck电路无法监控到灯具的工作电流和工作电压，也就无法监控灯具的运行及耗电情况。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种buck电路输出参数的采集电路。

本实用新型的目的是检测buck电路的输出电流。

根据本实用新型的一方面，提供了buck电路输出参数的采集电路，包括buck电路和电流采集单元，其中，

所述buck电路包括具有原边和副边的变压器t1，所述变压器t1的原边和副边分别具有首端和末端，所述变压器t1原边的末端作为所述buck电路的输出端，所述变压器t1副边的末端接地；

所述电流采集单元包括二极管d2、运放集成电路u2、检测电阻r4以及光耦，所述光耦包括光耦原边u1a和光耦副边u1b；

所述检测电阻r4的一端与所述buck电路的输出端连接，所述检测电阻r4作为所述buck电路的输出电流采样电阻；

所述运放集成电路u2与所述检测电阻r4的一端连接，配置为采集所述检测电阻r4的电流信号；

所述光耦原边u1a与所述运放集成电路u2连接；

所述二极管d2的阳极连接所述变压器t1副边的首端，阴极连接所述光耦副边u1b的一端；

所述光耦副边u1b的另一端作为所述电流采集单元的电流输出端。

可选地，所述电流采集单元还包括：

依次串联的电阻r1、电阻r2以及电阻r3；

所述电阻r1的另一端连接所述光耦原边u1a；

所述电阻r3的另一端连接所述检测电阻r4的另一端；

所述电阻r2、电阻r3的连接点与所述运放集成电路u2连接。

可选地，所述电流采集单元还包括：

电阻r15，其一端连接所述电流采集单元的电流输出端，另一端接地。

可选地，所述电流采集单元还包括：

电阻r16，连接于所述二极管d2的阴极和所述光耦副边u1b之间。

可选地，所述的采集电路，还包括：

电压采集单元，所述电压采集单元包括电阻r9和电阻r14；

所述电阻r9一端连接所述二极管d2的阴极，另一端连接所述电阻r14的一端；

所述电阻r14的另一端接地，所述电阻r14的与所述电阻r9连接的一端作为所述电压采集单元的电压输出端。

可选地，所述的采集电路，还包括：

微控制单元，与所述电流采集单元的电流输出端连接，配置为采集所述电流采集单元的电流输出端的电压，根据采集的电流输出端的电压以及所述电阻r15的电阻值得到所述采集电路的电流输出端的电流，基于所述电流输出端的电流与所述光耦原边u1a的电流的对应关系，以及光耦原边u1a的电流与buck电路的输出电流的对应关系进而得到所述buck电路的输出电流；并且，

微控制单元还与所述电压采集单元的电压输出端连接，配置为采集所述电压采集单元的电压输出端的电压，并基于所述电阻r14与所述电阻r9的分压关系以及所述变压器t1原边和所述变压器t1副边的匝数比得到所述buck电路的输出电压，进而得到所述buck电路的功率。

可选地，所述的采集电路，还包括：

电容c5，一端连接所述二极管d2的阴极，另一端接地。

可选地，所述的采集电路，还包括：

电容c10，并联于所述电阻r14的两端。

可选地，所述buck电路还包括：

电容c1、二极管d1、mos管q1、电容c8、电阻r7、电阻r8、电阻r10、电阻r13、控制芯片、电阻r5以及电容c4；

所述电容c1的一端连接所述变压器t1原边的末端，另一端连接输入电压；

所述二极管d1的阳极分别连接所述变压器t1原边的首端以及所述mos管q1的漏极，阴极连接所述输入电压；

所述电阻r7连接于所述控制芯片和所述mos管q1的基极之间；

所述电阻r13的一端连接所述mos管q1的源极，另一端接地；

所述电阻r10的一端连接所述mos管q1的源极，另一端连接所述控制芯片；

所述电容c8的一端连接所述电阻r10的另一端，另一端接地；

所述电阻r8连接于所述控制芯片和所述变压器t1副边的首端之间；

所述电阻r5的一端连接所述控制芯片，另一端连接供电电源；

所述电容c4的一端连接所述电阻r5的一端，另一端接地；

所述控制芯片接地。

可选地，所述buck电路还包括电阻r6、电阻r11、电容c3、电容c6以及电容c2；

所述电阻r6的一端连接所述控制芯片，另一端连接所述电阻r5的一端；

所述电阻r11连接于所述电阻r6的一端和地之间；

所述电容c3连接于所述电阻r6的一端和地之间；

所述电容c6连接于所述控制芯片和地之间；

所述电容c2一端接所述输入电压，另一端接地。

在本实用新型实施例中，电阻r4为输出电流采样电阻，运放集成电路u2采集电阻r4两端电流信号，电流信号通过光耦隔离后由光耦原边u1a传递至光耦副边u1b。电流采集单元的光耦副边u1b的另一端作为电流采集单元的电流输出端，电流输出端的电流按照预设逻辑运算得到buck电路的输出电流。

可以在电流输出端接入外部设备，外部设备通过采集电流采集单元的电流输出端的电流信号，基于光耦副边u1b的电流与光耦原边u1a的电流的对应关系，以及光耦原边u1a的电流与buck电路的输出电流的对应关系从而得到buck电路的输出电流。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一个实施例的buck电路输出参数的采集电路的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型另一个实施例的buck电路输出参数的采集电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种buck电路输出参数的采集电路，图1示出了根据本实用新型一个实施例的buck电路输出参数的采集电路的结构示意图。

参见图1，buck电路输出参数的采集电路包括buck电路10和电流采集单元20，其中，buck电路10包括具有原边和副边的变压器t1，变压器t1的原边和副边分别具有首端和末端，变压器t1原边的末端作为buck电路10的输出端，变压器t1副边的末端接地。

电流采集单元20包括二极管d2、运放集成电路u2、检测电阻r4以及光耦，光耦包括光耦原边u1a和光耦副边u1b。检测电阻r4的一端与buck电路10的输出端(变压器t1原边的末端)连接，检测电阻r4作为buck电路10的输出电流采样电阻。运放集成电路u2与检测电阻r4的一端连接，运放集成电路u2采集检测电阻r4的电流信号。光耦原边u1a(如图1所示的光耦原边u1a的2脚)与运放集成电路u2连接。二极管d2的阳极连接变压器t1副边的首端，阴极连接光耦副边u1b的一端(如图1所示的光耦副边u1b的4脚)。光耦副边u1b的另一端(如图1所示的光耦副边u1b的3脚)作为电流采集单元20的电流输出端(如图1里的iref点)。

在该实施例中，运放集成电路u2的型号可以为tl431，运放集成电路u2(tl431)的输入端连接电阻r4的一端(电阻r4与buck电路的输出端相连的一端)，运放集成电路u2的输出端连接光耦原边u1a(如图1所示的光耦原边u1a的2脚)，运放集成电路u2的参考端连接电阻r2和电阻r3之间的连接点，当然，运放集成电路u2还可以为其他可以替换的型号，本实用新型实施例对此不做具体的限定。电阻r4作为buck电路10的输出电流io采样电阻，运放集成电路u2采集电阻r4的电流io，电流io通过光耦隔离后由光耦原边u1a传递至光耦副边u1b。电流采集单元20的光耦副边u1b的另一端作为电流采集单元20的电流输出端，电流输出端的电流按照预设逻辑运算得到buck电路10的输出电流。

可以在电流输出端接入外部设备，外部设备通过采集电流采集单元20的电流输出端的电流ic，基于光耦副边u1b的电流ic与光耦原边u1a的电流ia的对应关系，以及光耦原边u1a的电流ia与buck电路10的输出电流io的对应关系从而得到buck电路10的输出电流io。外部设备可以为本领域技术人员掌握的可以测得电流的设备，本实用新型实施对此例不做具体的限定。

继续参见图1，在本实用新型一实施例中，电流采集单元20还包括依次串联的电阻r1、电阻r2以及电阻r3。电阻r1的另一端连接光耦原边u1a(如图1所示的光耦原边u1a的1脚)。电阻r3的另一端连接检测电阻r4的另一端。电阻r2和电阻r3的连接点与运放集成电路u2连接。

在该实施例中，可以通过外接辅助电压v为光耦原边u1a、光耦副边u1b和运放集成电路u2供电，辅助电压v的正端与电阻r1和电阻r2之间的连接点连接，辅助电压v的负端与电阻r3和电阻r4之间的连接点连接。辅助电压v经电阻r2、电阻r3、检测电阻r4分压后与运放集成电路u2的基准电压进行比较。当buck电路10输出电流io变化时，检测电阻r4的电压vr4(即，io与检测电阻r4阻值的乘积)也会随输出电流io变化，则辅助电压v经电阻r2、电阻r3、检测电阻r4分压给到运放集成电路u2电压基准引脚的电压会随检测电阻r4的电压vr4的变化而变化，从而影响运放集成电路u2的输出电压(即图1所示的光耦原边u1a的2脚(阴极)的电压)。光耦原边u1a的2脚电压的变化，会影响流过光耦原边u1a内部的二极管的电流ia，电流ia的变化经光耦传递至光耦副边u1b(三极管)，影响光耦副边u1b的电流ic。在电流输出端接入外部设备，外部设备通过采集电流采集单元20的电流输出端的电流信号ic，基于光耦副边u1b的电流ic与光耦原边u1a的电流ia的对应关系，以及光耦原边u1a的电流ia与buck电路10的输出电流io的对应关系从而得到buck电路10的输出电流。

在本实用新型一实施例中，电流采集单元20还包括电阻r15，电阻r15一端连接电流采集单元20的电流输出端(如图1所示的光耦副边u1b的3脚)，电阻r15的另一端接地。

在该实施例中，可以在电流采集单元20的电流输出端接入外部设备，外部设备获取电阻r15分得的电压值，并根据电阻r15的电阻值获得光耦副边u1b的电流ic，基于光耦副边u1b的电流ic与与光耦原边u1a的电流ia的对应关系，以及光耦原边u1a的电流ia与buck电路10的输出电流io的对应关系从而得到buck电路10的输出电流。外部设备可以为本领域技术人员掌握的可以测得电压的设备，本实用新型实施对此例不做具体的限定。

在本实用新型一实施例中，电流采集单元20还包括电阻r16，连接于二极管d2的阴极和光耦副边u1b之间。

在本实用新型一实施例中，采集电路还包括电压采集单元30，电压采集单元30包括电阻r9和电阻r14。电阻r9的一端连接二极管d2的阴极，另一端连接电阻r14的一端。电阻r14的另一端接地，电阻r14的与电阻r9连接的一端作为buck电路10的电压输出端。

在该实施例中，电压输出端的电压可以经过预设逻辑运算得到buck电路10的输出电压。可以在电压输出端接入外部设备(外部设备为本领域技术人员掌握的电压测量设备)，外部设备通过采集电阻r14分得的电压值，根据电阻r14与电阻r9的分压关系以及变压器t1原边和变压器t1副边的匝数比得到buck电路10的输出电压vo。

参见图1和图2，在本实用新型一实施例中，采集电路还包括微控制单元(microcontrollerunit，简称mcu)40，微控制单元40与电流采集单元20的电流输出端连接，微控制单元40采集电流采集单元20的电流输出端的电压，基于采集的电流输出端的电压以及电阻r15的电阻值得到采集电路的电流输出端的电流，基于电流输出端的电流与光耦原边u1a的电流的对应关系，以及光耦原边u1a的电流与buck电路10的输出电流的对应关系进而得到buck电路10的输出电流；并且微控制单元40还与电压采集单元30的电压输出端连接，微控制单元40采集电压采集单元30的电压输出端的电压，并基于电阻r14与电阻r9的分压关系以及变压器t1原边和变压器t1副边的匝数比得到buck电路10的输出电压，进而得到buck电路10的功率，从而实现了实时监控灯具的用电情况，了解灯具负载运行的状态。

在本实用新型一实施例中，采集电路还包括电容c5，电容c5的一端连接二极管d2的阴极，另一端接地。电容c5可以对经二极管d2整流后的电压信号进行滤波，使电压信号更加稳定。

在本实用新型一实施例中，采集电路还包括电容c10，电容c10并联于电阻r14的两端。电容c10可以对电阻r14分得的电压信号进行滤波，使电阻r14分得的电压信号更加稳定。

在本实用新型一实施例中，buck电路10还包括电容c1、二极管d1、mos管q1、电容c8、电阻r7、电阻r8、电阻r10、电阻r13、控制芯片u3、电阻r5以及电容c4。

电容c1的一端连接变压器t1原边的末端，另一端连接输入电压vcc2。电容c1可以对buck电路10输出的电压信号进行滤波。

二极管d1的阳极分别连接变压器t1原边的首端以及mos管q1的漏极，阴极连接输入电压vcc2。电阻r7连接于控制芯片u3和mos管q1的基极之间。电阻r13的一端连接mos管q1的源极，另一端接地。电阻r10的一端连接mos管q1的源极，另一端连接控制芯片u3。电容c8的一端连接电阻r10的另一端，另一端接地。电阻r8连接于控制芯片u3和变压器t1副边的首端之间。电阻r5的一端连接控制芯片u3，另一端连接供电电源vcc1。电容c4的一端连接电阻r5的一端，电容c4的另一端接地。控制芯片接地。

在该实施例中，控制芯片u3可以采用cs6582c芯片，当然，还可以采用其他的控制芯片u3，本实施例对此不做具体的限定。

在本实用新型一实施例中，buck电路10还包括电阻r6、电阻r11、电容c3、电容c6以及电容c2。

电阻r6的一端连接控制芯片u3，另一端连接电阻r5的一端。电阻r11连接于电阻r6的一端和地之间。电容c3连接于电阻r6的一端和地之间。电容c6连接于控制芯片u3和地之间。电容c6连接于控制芯片和地之间。电容c2的一端接输入电压vcc2，电容c2的另一端接地。

在该实施例中，通过微控制单元40实时采集电压采集单元30的电阻r14的电压以及电流采集单元20的电阻r15的电压，经过运算处理得到buck电路10的输出电压和输出电流，进而得到buck电路10的输出功率，从而实现了监控灯具的用电情况，了解灯具负载运行的状态。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本实用新型的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型的保护范围。