一种新型的负载电流采样电路的制作方法

文档序号:11479201阅读:429来源:国知局

本实用新型涉及一种采样电路,特别涉及一种新型的负载电流采样电路。



背景技术:

常规的负载电流大小检测,是通过采样电阻将负载电流转为电压信号送单片机检测。对于采用场效应管驱动直流负载工作、只需要对最大负载电流进行必要的检测及限制(以确保产品的使用安全)的应用场合,由于负载电流很大,如果采用常规的外加采样电阻方式进行负载电流采样,采样电阻的功率就必须选很大,这样会造成采样电阻体形过大、占用空间大、发热过于严重的问题。另一方面,大功率采样电阻的材料成本和器件定制也是个问题。



技术实现要素:

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于提供了一种结构简单、占用空间小、成本较低的负载电流采样电路。

本实用新型所提供的一种新型的负载电流采样电路,与一负载相连,所述负载电流采样电路包括单片机、第一电阻、第二电阻以及场效应管,所述负载的一端与直流电源相连,另一端与场效应管的漏极相连,所述场效应管的源极接地,栅极通过第一电阻与单片机的PWM输出端相连,所述场效应管的源极还直接通过第二电阻与其栅极相连,所述场效应管的漏极还经过第三电阻及电容与单片机的A/D口相连。

其中,所述场效应管的耐电流大于最大负载工作电流的2-3倍,所述场效应管导通时所需要的栅极与源极之间最低驱动电压小于单片机的供电值,其导通内阻精度应在±10%范围内。

其中,所述第一电阻的阻值为0~100欧姆。

其中,所述第二电阻的阻值为10K~100K欧姆。

其中,所述第三电阻的阻值为1K~10K欧姆。

其中,所述电容的容值为0.1uF~1uF/50V。

上述新型的负载电流采样电路采用场效应管导通时的内阻作为采样电阻,利用场效应管的导通内阻小、发热小、可以通大电流的优势,兼起到采样电阻的作用,进而实现整个负载电流采样电路结构简单、占用空间小、成本较低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图;

图1是本实用新型一种新型的负载电流采样电路的较佳实施方式的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

首先,在对实施例进行描述之前,有必要对本文中出现的一些术语进行解释。例如:

本文中若出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件,但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此,“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本实用新型的教导。

另外,应当理解的是,当提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时,其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地,当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时,则不存在中间元件。

在本文中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本实用新型的限定。除非上下文另外清楚地指出,则单数形式意图也包括复数形式。

当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时,这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。

关于实施例:

请参见图1,图1是本实用新型一种新型的负载电流采样电路的较佳实施方式的电路图。所述负载电流采样电路与一负载16相连,其较佳实施方式包括单片机18、电阻R1-R3以及场效应管Q1,所述负载16的一端与直流电源VCC相连,另一端与场效应管Q1的漏极相连,所述场效应管Q1的源极接地,栅极通过电阻R1与单片机18的PWM输出端相连,所述场效应管Q1的源极还直接通过电阻R2与其栅极相连,所述场效应管Q1的漏极还直接通过电阻R3与单片机18的A/D口相连,所述单片机18的A/D口还直接通过电容C1接地。

下面将对上述负载电流采样电路的工作原理进行简单的描述:

所述单片机18通过其A/D口输出控制电平,经电阻R1及R2分压后施加到场效应管Q1的栅极与源极之间,使得场效应管Q1导通并驱动所述负载16工作,负载电流I流过场效应管Q1的漏极与源极之间的内部导通电阻产生电压降U,其中该电压降U=I×R,R为场效应管Q1的内部导通电阻。所述单片机18的A/D口负责对流经场效应管Q1的电流进行监控,当所述单片机18的A/D口经电阻R3采集到场效应管Q1的漏极与源极之间的电压降U达到所需要控制的数值时,即可判断负载电流I已达到对应的控制值。由于流经所述场效应管Q1管漏极与源极的不同电流所对应的场效应管的导通内阻也不同,所以必须根据所需要监控的负载电流数值大小以及场效应管在该负载电流时所对应的漏极与源极之间导通内阻值,事先计算好场效应管的漏极与源极之间的电压降。单片机通过检测不同的A/D采样电压值,即可控制流经场效应管Q1的负载电流大小。一旦检测到流过场效应管Q1的负载电流出现异常增大并超出所需要控制的数值时,单片机即可输出低电平关闭场效应管Q1或采取减少场效应管Q1的驱动波形占空比以降低负载平均电流的方式,确保负载的安全使用。

本电路中,所述电阻R3及电容C1起到滤波作用,对场效应管Q1的漏极及源极的两端的电压信号进行平滑处理,并过滤掺杂在其中的信号杂讯,抑制可能的负载电流尖峰对单片机的冲击。所述电阻R2可以确保场效应管Q1的栅极与源极之间在待机时处于低电平,避免静电积累在栅极无法泄放导致的场效应管误触发。

在前面技术方案的基础上,对于场效应管Q1的选型,其耐电流必须大于最大负载工作电流的2~3倍,耐压应是场效应管Q1的供电电压的一倍以上,同时场效应管导通时所需要的栅极与源极之间最低驱动电压应小于单片机的供电值,其导通内阻精度应在±10%范围内。所述电阻R1可以选0~100Ω,所述电阻R2可以选10K~100K,所述电阻R3可以选1K~10K,所述滤波电容C1可以选0.1uF~1uF/50V。

以上仅为本实用新型的实施方式,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

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