專利名稱：一種電流檢測電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量電路，尤其是涉及一種電流檢測電路。
背景技術：
目前在對負載回路中的電流進行檢測時，一般采用在負載回路中串連大功率小阻值電阻或使用電流互感器進行采樣然后處理的方法。對于電阻采樣得到的電壓，可以直接進行AD轉換或者先放大整流再進行AD轉換后采集電流數(shù)據(jù)。對于電流互感器采樣得到的電壓，往往須放大再進行AD轉換后采集電流數(shù)據(jù)。在實際應用中，以上方案往往受到成本或穩(wěn)定性、采樣精度、空間尺寸的限制，難以滿足小家電行業(yè)的批量化應用。
實用新型內容本實用新型的目的就是提出一種結構簡單、制作成本低、所占空間小、可靠性高的電流檢測電路。
實現(xiàn)上述目的的技術方案是一種電流檢測電路，包括采樣電路和比較器，所述采樣電路將待檢回路電流轉換為具確定比例關系的待檢電壓輸出，其特征在于還包括微處理器和設定電壓調整電路，待檢電壓與設定電壓調整電路輸出的設定電壓分別接比較器的兩個輸入端，比較器的比較信號輸出至微處理器，微處理器根據(jù)輸入的比較信號控制設定電壓調整電路輸出不同的設定電壓。
所述設定電壓調整電路可優(yōu)選由若干個設定電阻組成，設定電阻一端并聯(lián)作為設定電壓輸出端，另一端分別與微處理器相同個數(shù)I/O口相連接，通過改變微處理器與設定電阻相連接的I/O口狀態(tài)控制設定電壓調整電路輸出不同的設定電壓。
所述比較器可優(yōu)選運算放大器U2A，其正、反向輸入端是比較器的輸入端，其輸出端是比較器的輸出端。
所述采樣電路可優(yōu)選串聯(lián)在負載回路中的檢流電阻R1，檢流電阻的一端為采樣電路的電壓輸出端，另一端與設定電壓調整電路的輸出端相連接。
為了提高檢測的精度，所述采樣電路還可優(yōu)選包括串聯(lián)在負載回路中的檢流電阻、比例放大電阻和運算放大器的方案。檢流電阻R1的一端串聯(lián)一個比例放大電阻R2后接運算放大器U1A的一個輸入端，R1的另一端接運算放大器U1A的另一個輸入端，U1A的輸出端5與接R2的輸入端之間并聯(lián)另一個比例放大電阻R4，U1A的輸出端5為采樣電路的電壓輸出端。
本實用新型采用上述技術方案，其有益的技術效果在于1)僅需要采樣、比較、電壓設定和微處理器等四個基本模塊，電路結構簡單；2)所需器件都是常見易得的，制作成本低；3)使用運算放大器、微處理器等集成化元件，所占空間??；4)用數(shù)字控制的方式實現(xiàn)模擬電流檢測的功能，可靠性高。本實用新型為電流檢測及其信號采集提供了一條有效途徑，與現(xiàn)有電流檢測方案相比具有十分顯著的優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。


下面通過實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明圖1是本實用新型的一種電路框圖。
圖2是圖1的一種優(yōu)選方案的實現(xiàn)電路圖。
圖3是圖1的另一種優(yōu)選方案的實現(xiàn)電路圖。
圖4是將圖3中電路用于碎紙機電流監(jiān)控的完整電路圖。
具體實施方式
實施例一、一種電流檢測電路，結合圖1和圖2，檢流電阻R1串聯(lián)在負載回路中，R1的兩端分別接運算放大器U2A的兩個輸入端，若干個設定電阻R5、R6、…、Rn一端并聯(lián)后接運算放大器U2A的一個輸入端，另一端分別接微處理器的同樣個數(shù)的I/O口，運算放大器U2A的輸出端接微處理器的另一個I/O口。
具體工作過程檢流電阻R1將回路電流I轉換為待檢電壓Vc，Vc＝I*R1。將Vc與并聯(lián)設定電阻輸出的設定電壓V0輸入運算放大器U2A進行比較，輸出比較信號V2。V0是若干個由各設定電阻阻值和與之相連的I/O口狀態(tài)確定的分立電壓值，例如，采用3個設定電阻R5、R6、R7分別與微處理器的3個I/O口I/O1、I/O2、I/O3相連接，可以設定14個不同的V0值I/O1輸出+V、I/O2輸出0、I/O3為輸入且為高阻狀態(tài)，則V0＝+V*R6/(R5+R6)；…I/O1輸出0、I/O2輸出0、I/O3輸出+V，則V0＝+V*R6//R5/(R7+R5//R6)；…I/O1、I/O2、I/O3均輸出0，則V0＝0；I/O1、I/O2、I/O3均輸出+V，則V0＝+V。將V0由低到高分別標記為V01、V02、……、V0n。V2是兩個分別代表Vc＞V0和Vc＜V0的分立電壓值。編制微處理器的算法使V0的值由低到高或由高到低順次變化，同時檢測比較信號V2，一旦V2發(fā)生變化，則說明Vc的值是在V2發(fā)生變化前后的設定電壓V0i和V0i+1(i＝1～n-1)之間，由此即可判斷出Vc的范圍，進而確定負載回路中電流I的范圍。
V0i和V0i+1之間的差別越小，檢測到的范圍就越精確，在本例中可以通過增加設定電阻的個數(shù)來達到這個目的。當然也可以編制不同的算法令設定電壓V0的值以其他方式或順序發(fā)生變化，只要能通過檢測V2的變化情況逐步縮小V0的變化范圍以確定Vc的取值范圍就是可行的方法。
實施例二、另一種電流檢測電路。結合圖7，檢流電阻R1串聯(lián)在負載回路中，R1的一端串聯(lián)比例放大電阻R2后接運算放大器U1A的一個輸入端，R1的另一端接運算放大器U1A的另一個輸入端，運算放大器U1A的輸出端與接R2的輸入端之間并聯(lián)另一個比例放大電阻R4，U1A的輸出端接第二個運算放大器U2A的一個輸入端，第二個運算放大器U2A的另一個輸入端并聯(lián)若干個設定電阻R5、R6、…、Rn后分別接微處理器的同樣個數(shù)的I/O口，U2A的輸出端接微處理器的另一個I/O口。
具體工作過程檢流電阻R1將回路電流I轉換為電壓V1，V1＝I*R1。V1經(jīng)放大后成為待檢電壓Vc，Vc＝(V1*R4)/R2。Vc范圍的確定過程同實施例一，最后根據(jù)Vc與V1、I的關系確定負載回路中電流I的范圍。
實施例三、將實施例二中電路在碎紙機電流監(jiān)控中的具體應用。結合圖4，檢流電阻R1串聯(lián)在碎紙機交流馬達MOTORAC回路中，R2、R4、U1A、U2A之間的連接如實施例2中所述，設定電阻R5～R10并聯(lián)后一端接U2A的另一個輸入端，另一端分別與微處理器的普通I/O口PA0～PA5相連接，U2A的輸出端與微處理器的另一個普通I/O口PC0/INT相連接，微處理器的PB1/BZ口接碎紙機的控制系統(tǒng)。為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，在R1兩端之間并聯(lián)電容C4，在R4兩端之間并聯(lián)電容C1，在U1A與R1的連接中串聯(lián)電阻R3，在U1A和U2A的輸出端分別連接接地電容C2和C3。
本例中碎紙機最多可以一次碎12張紙，故本電路只須設定14檔V0值，用于識別無紙、1-12張紙、卡紙等14種狀態(tài)，即沒有紙時對應的V0值為V01、一張紙時為V02、兩張紙時為V03、…、十二張紙時為V013、卡紙時為V014。選定R5-R10的值，編制微處理器算法，調整PA0～PA5輸入輸出狀態(tài)，使V0的值依次設定為V01、V02、…、V014，同時檢測V3，微處理器根據(jù)實時檢測到的信號V3和相應的設定值，判斷回路的工作狀態(tài)，并據(jù)此向碎紙機的控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。
具體工作過程將V0設定為V01，如果V3輸出高電平(+5V)則說明此時無紙，延時2S后關掉馬達；如果V3輸出低電平(0V)則將V0i設定為V0i+1，直到V3輸出高電平(+5V)，說明此時碎紙機的碎紙數(shù)為i-2張，系統(tǒng)將根據(jù)每次碎紙數(shù)統(tǒng)計總碎紙數(shù)并顯示；特別地，如果V0設定為V014時，V3仍為低電平(0V)輸出，則系統(tǒng)判定此時碎紙機卡紙(即馬達堵轉)，關閉馬達并顯示報警。
為了提高電路的可靠性，可以在本實用新型的基本電路基礎上增加一些元器件，比如實施例三中的R3、C1、C2、C3、C4等，還可以在設定電壓輸出電路的輸出端連接一個接地的下拉電阻或者接直流電源的上拉電阻等。同時，為滿足不同的應用需要，也可以有針對的設計不同的微處理器算法，如在V0不變的情況下，檢測V3低電平的寬度，即0V在V3輸出矩形波中所占的比例，間接算出電流值等。所有這些非本質的變化只要利用了本實用新型的基本原理均屬于本實用新型所保護的范圍。
權利要求1.一種電流檢測電路，包括采樣電路和比較器，所述采樣電路將待檢回路電流轉換為具確定比例關系的待檢電壓輸出，其特征在于還包括微處理器和設定電壓調整電路，待檢電壓與設定電壓調整電路輸出的設定電壓分別接比較器的兩個輸入端，比較器的比較信號輸出至微處理器，微處理器根據(jù)輸入的比較信號控制設定電壓調整電路輸出不同的設定電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的電流檢測電路，其特征在于所述設定電壓調整電路由若干個設定電阻組成，設定電阻一端并聯(lián)作為設定電壓輸出端，另一端分別與微處理器相同個數(shù)I/O口相連接，微處理器通過改變與設定電阻相連接的I/O口狀態(tài)控制設定電壓調整電路輸出不同的設定電壓。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電流檢測電路，其特征在于所述比較器是一個運算放大器，其正、反向輸入端是比較器的輸入端，其輸出端是比較器的輸出端。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的電流檢測電路，其特征在于所述采樣電路是串聯(lián)在負載回路中的檢流電阻，檢流電阻的一端為采樣電路的輸出端，另一端與設定電壓調整電路的輸出端相連接。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的電流檢測電路，其特征在于所述采樣電路包括串聯(lián)在負載回路中的檢流電阻、比例放大電阻和運算放大器，檢流電阻的一端串聯(lián)一個比例放大電阻后接運算放大器的一個輸入端，檢流電阻的另一端接運算放大器的另一個輸入端，運算放大器的輸出端與接比例放大電阻的輸入端之間并聯(lián)另一個比例放大電阻，運算放大器的輸出端為采樣電路的電壓輸出端。
6.根據(jù)權利要求3所述的電流檢測電路，其特征在于所述采樣電路是串聯(lián)在負載回路中的檢流電阻，檢流電阻的一端為采樣電路的輸出端，另一端與設定電壓調整電路的輸出端相連接。
7.根據(jù)權利要求3所述的電流檢測電路，其特征在于所述采樣電路包括串聯(lián)在負載回路中的檢流電阻、比例放大電阻和運算放大器，檢流電阻的一端串聯(lián)一個比例放大電阻后接運算放大器的一個輸入端，檢流電阻的另一端接運算放大器的另一個輸入端，運算放大器的輸出端與接比例放大電阻的輸入端之間并聯(lián)另一個比例放大電阻，運算放大器的輸出端為采樣電路的電壓輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種電流檢測電路，包括采樣電路和比較器，所述采樣電路將待檢回路電流轉換為具確定比例關系的待檢電壓輸出，其特征在于還包括微處理器和設定電壓調整電路，待檢電壓與設定電壓調整電路輸出的設定電壓分別接比較器的兩個輸入端，比較器的比較信號輸出至微處理器，微處理器根據(jù)輸入的比較信號控制設定電壓調整電路輸出不同的設定電壓。本實用新型的優(yōu)點在于僅需要采樣、比較、電壓設定和微處理器等四個基本模塊，電路結構簡單；所需器件都是常見易得的，制作成本低；使用運算放大器、微處理器等集成化元件，所占空間??；用數(shù)字控制的方式實現(xiàn)模擬電流檢測的功能，可靠性高。
文檔編號G01R19/00GK2715168SQ20042006069
公開日2005年8月3日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權日2004年8月6日
發(fā)明者王維斌, 劉建偉 申請人:深圳市和而泰電子科技有限公司