一种车载充电机输出电流采样电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种车载充电机输出电流采样电路，包括电流采集电路、差分放大电路、信号跟随电路和RC滤波电路，所述电流采集电路的输出端与差分放大电路的输入端电性连接，所述差分放大电路的输出端与信号跟随电路的输入端电性连接，所述信号跟随电路的输出端与RC滤波电路的输入端电性连接，采样转化的电压值通过RC滤波电路后将电压送至DSP芯片处。本实用新型的车载充电机输出电流采样电路采用IGBT整流+BUCK降压，采用IGBT模块封装元器件，很好地避免了由于振动导致设备损坏，很好地实现车载充电，而输出电流则采用的为霍尔电流传感器采样，简单方便的实现输出电流控制，能有效抑制尖峰的电压干扰，抗干扰性强，能较好的应用到新能源车载充电方面。
【专利说明】
一种车载充电机输出电流采样电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电路检测的技术领域，尤其涉及一种车载充电机输出电流采样电路。
【背景技术】
[0002]车载充电机是一款利用电力半导体器件的通断作用将交流转变为可控的直流输出，从而实现给车载电池充电。
[0003]随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展以及新能源的兴起，采用分离元器件设计开发的充电模块由于无法做到大功率，而大功率则只能采用模块输出并联来实现，这样的话则由于汽车工作的时候振动比较严重，从而模块由于振动导致损坏。并且车载充电机满负荷工作时，由于受到干扰，实际电流和键盘显示的电流值不一致。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术中的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种车载充电机输出电流采样电路，采用霍尔电流传感器采样输出电流，从而实现输出电流的控制，并应用到新能源车载充电方面。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种车载充电机输出电流采样电路，包括电流采集电路、差分放大电路、信号跟随电路和RC滤波电路，所述电流采集电路的输出端与差分放大电路的输入端电性连接，所述差分放大电路的输出端与信号跟随电路的输入端电性连接，所述信号跟随电路的输出端与RC滤波电路的输入端电性连接，采样转化的电压值通过RC滤波电路后将电压送至DSP芯片处。
[0006]在本实用新型的一实施中，所述电流采集电路包括霍尔电流传感器，霍尔电流传感器的第一引脚与+15V电压相连，霍尔电流传感器的第二引脚与-15V电压相连，霍尔电流传感器的第三引脚通过串联的电阻R31和电阻R32后与差分放大电路的输入端相连接，霍尔电流传感器的第四引脚接地;并且霍尔电流传感器的第一引脚通过相互并联的电容C42、电容C45接地，霍尔电流传感器的第二引脚通过相互并联的电容C47、电容C48接地。
[0007]进一步的，所述差分放大电路包括运算放大器UA、电阻R37、电容C46、电阻R28、电容C37和电容C39，运算放大器UA的负相输入端通过相互并联的电阻R28、电容C37与自身的输出端连接，运算放大器UA的正相输入端通过电阻R37接地，运算放大器UA的正、负电源端分别连接+15V、-15V电压，电阻R37的另一端通过电容C46与+15V电压连接，电容C39的一端接地，另一端与-15V电压相连接。
[0008]在本实用新型的一实施例中，所述信号跟随电路包括运算放大器UB、电阻R114和电阻R115，所述运算放大器UB的负相输入端通过电阻R35与所述差分放大电路的输出端连接并通过电阻R114和运算放大器UB的输出端连接，运算放大器UB的正相输入端连接电阻Rl 15后接地。
[0009]进一步的，所述RC滤波电路包括电阻R33和电容C41，电容C41的一端接地，另一端连接电阻R33。
[0010]优选地，所述电阻R37、电阻R28、电阻R35、电阻Rl 14、电阻Rl 15和电阻R33的阻值分别为1ΚΩ、4.7ΚΩ、2ΚΩ、2ΚΩ、1ΚΩ和1ΚΩ。所述电容C46、电容C39和电容C41均为0603-100NF/50V 电容，电容 C37 为0603-1NF/50V 电容。
[0011]优选地，所述运算放大器UA采用运算放大器TL082⑶Τ。
[0012]实施本实用新型，具有如下有益效果:
[0013]本实用新型的车载充电机输出电流采样电路采用IGBT整流+BUCK降压，采用IGBT模块封装元器件，很好地避免了由于振动导致设备损坏，很好地实现车载充电，而输出电流则采用的为霍尔电流传感器采样，简单方便的实现输出电流控制，本实用新型采样精度高，能有效抑制尖峰的电压干扰，抗干扰性强，无须调试，能较好的应用到新能源车载充电方面。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型提供的车载充电机输出电流采样电路的结构框图。
[0015]图2是本实用新型提供的车载充电机输出电流采样电路的电路图。
【具体实施方式】
[0016]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作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。
[0017]参见图1，是本实用新型提供的车载充电机输出电流采样电路的结构框图。
[0018]该车载充电机输出电流采样电路包括:包括电流采集电路1、差分放大电路20、信号跟随电路30和RC滤波电路40，所述电流采集电路10的输出端与差分放大电路20的输入端电性连接，所述差分放大电路20的输出端与信号跟随电路30的输入端电性连接，所述信号跟随电路30的输出端与RC滤波电路40的输入端电性连接，采样转化的电压值通过RC滤波电路40后将电压送至DSP芯片处。
[0019]本实用新型的输出电流采样采用的是霍尔电流传感器，通过霍尔电流传感器将采到的电流转化为电压(100A的霍尔为100A/4V)，然后通过差分放大电路20将电压降为-1.47V，然后经过信号跟随电路30将电压升至1.47V，最后通过RC滤波电路40后送至DSP芯片处，采样转化的电压值通过RC滤波电路40后将电压送至DSP芯片，对于RC的值我们一般去电阻为1ΚΩ，电容为1NF。
[0020]具体的，如图2所示，本实用新型的电流采集电路10包括霍尔电流传感器，霍尔电流传感器的第一引脚与+15V电压相连，霍尔电流传感器的第二引脚与-15V电压相连，霍尔电流传感器的第三引脚通过串联的电阻R31和电阻R32后与差分放大电路的输入端相连接，霍尔电流传感器的第四引脚接地;并且霍尔电流传感器的第一引脚通过相互并联的电容C42、电容C45接地，霍尔电流传感器的第二引脚通过相互并联的电容C47、电容C48接地。[0021 ] 其中，差分放大电路包括运算放大器UA、电阻R37、电容C46、电阻R28、电容C37和电容C39，所述运算放大器UA采用运算放大器TL082⑶T，运算放大器UA的负相输入端通过相互并联的电阻R28、电容C37与自身的输出端连接，运算放大器UA的正相输入端通过电阻R37接地，运算放大器UA的正、负电源端分别连接+15V、-15V电压，电阻R37的另一端通过电容C46与+15V电压连接，电容C39的一端接地，另一端与-15V电压相连接。所述电阻R37和电阻R28的阻值分别为IK Ω和4.7K Ω，电容C46和电容C39为0603-100NF/50V电容，电容C37为0603-1NF/50V电容。
[0022]信号跟随电路包括运算放大器UB、电阻R114和电阻R115，所述运算放大器UB的负相输入端通过电阻R35与所述差分放大电路的输出端连接并通过电阻R114和运算放大器UB的输出端连接，运算放大器UB的正相输入端连接电阻Rl 15后接地。电阻Rl 14、电阻Rl 15的阻值分别为2ΚΩ和1ΚΩ。
[0023]所述RC滤波电路包括电阻R33和电容C41，电容C41的一端接地，另一端连接电阻R33，其中，电阻R33的阻值为IK Ω，电容C41为0603-100NF/50V电容。
[0024]具体实施时，如通过霍尔电流传感器的电流为40A，则此时霍尔电流传感器的3脚处电压为U3 = 4*40/100 = 1.6V，S卩进入差分放大器UA的电压为1.6V，经过差分运算放大器UA后的I脚电压为Ul = -1.6*4.7/5.1=-1.47V，即此时电压为-1.47V，经过信号跟随电路30将-1.47放大为1.47V，通过一个RC滤波电路40将采样的放大的1.47V波后送至DSP芯片。
[0025]经过现场测试发现整车干扰严重，整车车体就是24V，从而将电流采样产生干扰，会产生尖峰的电压干扰，从而在实际电流30A的时候显示为40A，经过排除是由于PCB采样电路布局不合理，导致采样产生干扰，或者软件问题后，经过一步步的试验论证发现滤波能力不够，对于INF电容的时候，RC滤波截止频率的公式为f = I/2JTRC，增大电容的话此时滤波的范围更宽，效果更好，从而显示与实际电流采样一致，经过多次认证无误。
[0026]本实用新型的车载充电机输出电流采样电路采用IGBT整流+BUCK降压，采用IGBT模块封装元器件，很好地避免了由于振动导致设备损坏，很好地实现车载充电，而输出电流则采用的为霍尔电流传感器采样，简单方便的实现输出电流控制，本实用新型采样精度高，能有效抑制尖峰的电压干扰，抗干扰性强，无须调试，能较好的应用到新能源车载充电方面。
[0027]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，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原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种车载充电机输出电流采样电路，其特征在于，包括电流采集电路、差分放大电路、信号跟随电路和RC滤波电路，所述电流采集电路的输出端与差分放大电路的输入端电性连接，所述差分放大电路的输出端与信号跟随电路的输入端电性连接，所述信号跟随电路的输出端与RC滤波电路的输入端电性连接，采样转化的电压值通过RC滤波电路后将电压送至DSP芯片处。2.如权利要求1所述的车载充电机输出电流采样电路，其特征在于，所述电流采集电路包括霍尔电流传感器，霍尔电流传感器的第一引脚与+15V电压相连，霍尔电流传感器的第二引脚与-15V电压相连，霍尔电流传感器的第三引脚通过串联的电阻R31和电阻R32后与差分放大电路的输入端相连接，霍尔电流传感器的第四引脚接地;并且霍尔电流传感器的第一引脚通过相互并联的电容C42、电容C45接地，霍尔电流传感器的第二引脚通过相互并联的电容C47、电容C48接地。3.如权利要求1所述的车载充电机输出电流采样电路，其特征在于，所述差分放大电路包括运算放大器UA、电阻R37、电容C46、电阻R28、电容C37和电容C39，运算放大器UA的负相输入端通过相互并联的电阻R28、电容C37与自身的输出端连接，运算放大器UA的正相输入端通过电阻R37接地，运算放大器UA的正、负电源端分别连接+15V、-15V电压，电阻R37的另一端通过电容C46与+15V电压连接，电容C39的一端接地，另一端与-15V电压相连接。4.如权利要求1所述的车载充电机输出电流采样电路，其特征在于，所述信号跟随电路包括运算放大器UB、电阻R114和电阻R115，所述运算放大器UB的负相输入端通过电阻R35与所述差分放大电路的输出端连接并通过电阻R114和运算放大器UB的输出端连接，运算放大器UB的正相输入端连接电阻Rl 15后接地。5.如权利要求1所述的车载充电机输出电流采样电路，其特征在于，所述RC滤波电路包括电阻R33和电容C41，电容C41的一端接地，另一端连接电阻R33。6.如权利要求3所述的车载充电机输出电流采样电路，其特征在于，所述运算放大器UA采用运算放大器TL082CDT。
【文档编号】G01R19/00GK205656227SQ201620177424
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年3月8日 公开号201620177424.X, CN 201620177424, CN 205656227 U, CN 205656227U, CN-U-205656227, CN201620177424, CN201620177424.X, CN205656227 U, CN205656227U
【发明人】徐金
【申请人】武汉合康智能电气有限公司