一種帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐返闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】本實用新型公開一種帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐?，包括電流采集電路、兩級電流濾波電路、電流放大電路、NTC比例調(diào)節(jié)電路、信號跟隨電路以及信號濾波電路。本實用新型采用負溫度系數(shù)熱敏電阻作為采樣電阻溫漂補償?shù)钠骷⒔Y(jié)合運放和RC濾波一體的整體式比例反饋型電路，最終實現(xiàn)電流采樣值不隨采樣電阻的溫度變化而變化，在電機驅(qū)動器需要進行運行功率控制的場合，實現(xiàn)準確的功率控制。
【專利說明】一種帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種電流采樣電路，尤其涉及一種帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐贰?br> 【背景技術(shù)】
[0002]目前功率的測算基本上是以電流和電壓的乘積作為計算方式的，電壓一般采用電阻采樣或隔離線性采樣，因為有大的濾波電容，所以一般電壓的采樣比較準確，并且因為電壓采樣用的都是比較大阻抗的阻值，所以功耗一般很小，基本不產(chǎn)生功耗，當環(huán)境溫度變化時也不會有很大的變動。但是，電流的采樣基本上都是采用小阻抗的采樣電阻，由于電機的電流需要通過采樣電阻，所以采樣電阻的功耗會根據(jù)實際要求發(fā)生改變，而且采樣電阻都比較靠近功率模塊，因而比較容易被環(huán)境溫度影響，導(dǎo)致采樣電阻在溫度上升時電阻值變大，即使電流沒有發(fā)生改變，采樣值也會隨之變大，在電機驅(qū)動器需要進行運行功率控制的場合，最終導(dǎo)致功率控制不準確。現(xiàn)有解決電流采樣溫漂問題的方法是通過環(huán)境溫度的檢測電路，利用軟件對采樣值進行補償，但該方法通常會占用過多的單片機程序空間和數(shù)據(jù)空間。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于通過一種帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐罚瑏斫鉀Q以上【背景技術(shù)】部分提到的問題。
[0004]為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐?，其包括電流采集電路、兩級電流濾波電路、電流放大電路、NTC比例調(diào)節(jié)電路、信號跟隨電路以及信號濾波電路；
[0006]所述電流采集電路的輸出端與兩級電流濾波電路的輸入端電性連接，用于通過采樣電阻采集所需電壓信號，輸出給兩級電流濾波電路；
[0007]所述兩級電流濾波電路的輸出端與電流放大電路的輸入端電性連接，用于對所述電壓信號進行濾波處理，濾除高頻干擾；
[0008]所述電流放大電路的輸出端與NTC比例調(diào)節(jié)電路的輸入端電性連接，用于對濾波處理后的信號進行放大處理；
[0009]所述NTC比例調(diào)節(jié)電路的輸出端與信號跟隨電路的輸入端電性連接，用于根據(jù)對不同溫度階段所述采樣電阻的溫漂，測試出若干個溫度對應(yīng)點，再根據(jù)采用的負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)對應(yīng)溫度點的參數(shù)，選擇相應(yīng)的分壓方式，確定反饋的比例，得到無溫漂的米樣電壓值；
[0010]所述信號跟隨電路的輸出端與信號濾波電路的輸入端電性連接，用于對所述無溫漂的采樣電壓值進行阻抗匹配處理；
[0011]所述信號濾波電路用于對跟隨電路輸出信號進行平滑濾波處理。
[0012]特別地，所述電流采集電路由并聯(lián)連接的采樣電阻Rl和采樣電阻R2組成，采樣電阻Rl與采樣電阻R2并聯(lián)連接后，連接功率模塊和公共端GND。[0013]特別地，所述兩級電流濾波電路為兩級RC濾波電路，包括電阻R3、電容Cl、電阻R4、電容C2 ;所述電阻R3的一端與電阻R4的一端連接后的結(jié)點連接電容Cl的一端，電容Cl的另一端接地，電阻R4的另一端與電容C2的一端連接，電容C2的另一端接地。
[0014]特別地，所述電流放大電路包括電阻R5、電阻R6、電容C3及運放U1，其中，所述電阻R5的一端接地，另一端與電阻R6的一端、運放Ul的反向輸入端連接，電阻R6的另一端與運放Ul的輸出端連接，電容C3的一端接地，另一端連接運放Ul的電源端。
[0015]特別地，所述NTC比例調(diào)節(jié)電路包括電阻R7和負溫度系數(shù)熱敏電阻R8，電阻R8的一端接地，另一端連接電阻R7。
[0016]特別地，所述信號跟隨電路包括運放U2，所述運放U2的反向輸入端連接其輸出端。
[0017]特別地，所述信號濾波電路包括電阻R9和電容C4，電容C4的一端接地，另一端連接電阻R9。
[0018]本實用新型提供的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐凡捎秘摐囟认禂?shù)熱敏電阻(Negative Temperature Coefficient, NTC)作為采樣電阻溫漂補償?shù)钠骷⒔Y(jié)合運放和RC濾波一體的整體式比例反饋型電路，最終實現(xiàn)電流采樣值不隨采樣電阻的溫度變化而變化，在電機驅(qū)動器需要進行運行功率控制的場合，實現(xiàn)準確的功率控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例提供的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐方Y(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例提供的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐返碾娐穲D。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0022]請參照圖1所示，圖1為本實用新型實施例提供的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐方Y(jié)構(gòu)框圖。
[0023]本實施例中帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐肪唧w包括:電流采集電路101、兩級電流濾波電路102、電流放大電路103、NTC比例調(diào)節(jié)電路104、信號跟隨電路105以及信號濾波電路106。
[0024]所述電流采集電路101的輸出端與兩級電流濾波電路102的輸入端電性連接，用于通過采樣電阻采集所需電壓信號，輸出給兩級電流濾波電路102。
[0025]根據(jù)功率的大小和后級電流放大電路103的配合，配置適當?shù)木懿蓸与娮?，使得采樣的電流能較系統(tǒng)的反映電機功率的整個工作范疇。
[0026]所述兩級電流濾波電路102的輸出端與電流放大電路103的輸入端電性連接，用于對所述電壓信號進行濾波處理，濾除高頻干擾。
[0027]根據(jù)不同功率系統(tǒng)的需要，通過配置兩級RC濾波的電路，使得與軟件的功率采樣匹配，濾除高頻干擾，對實際功率需要的采樣點有目的的積分，使功率刷新的速度和準確度滿足客戶要求。[0028]所述電流放大電路103的輸出端與NTC比例調(diào)節(jié)電路104的輸入端電性連接，用于對濾波處理后的信號進行放大處理。
[0029]根據(jù)芯片AD(模數(shù))采樣范圍的要求和對運放線性區(qū)的考慮，電流放大電路103要盡可能做到不失真的放大兩級濾波給出的電壓值。
[0030]所述NTC比例調(diào)節(jié)電路104的輸出端與信號跟隨電路105的輸入端電性連接，用于根據(jù)對不同溫度階段所述采樣電阻的溫漂，測試出若干個溫度對應(yīng)點，再根據(jù)采用的負溫度系數(shù)熱敏電阻對應(yīng)溫度點的參數(shù)，選擇相應(yīng)的分壓方式，確定反饋的比例，得到無溫漂的采樣電壓值，使計算出的功率值相對準確。
[0031]所述信號跟隨電路105的輸出端與信號濾波電路106的輸入端電性連接,用于對所述無溫漂的采樣電壓值進行阻抗匹配處理。
[0032]采用信號跟隨電路105，使得輸入阻抗增大，輸出阻抗小，這樣一來，對小信號的采集電路來說，對信號的干擾程度就小，輸出阻抗小對單片機的采集信號提供了較好的電路保證。
[0033]所述信號濾波電路106用于對跟隨電路輸出信號進行平滑濾波處理。
[0034]對跟隨后的信號進行平滑，有利于功率的穩(wěn)定計算，使得功率在一定時間內(nèi)的平滑過渡。
[0035]本實用新型已經(jīng)成功運用在水泵上，于本實施例，其具體電路圖如圖2所示。
[0036]所述電流采集電路101由并聯(lián)連接的采樣電阻Rl和采樣電阻R2組成，采樣電阻Rl與采樣電阻R2并聯(lián)連接后，連接功率模塊和公共端GND。
[0037]根據(jù)實際電路的需求，電流采集電路101可以采用其他電路組成，這里使用兩個電阻并聯(lián)，目的是擴大功率的需求，同時提高采樣電阻的精度；采樣電阻必須緊連功率模塊和公共端GND，這樣采樣的誤差會降低很多。
[0038]所述兩級電流濾波電路102為兩級RC濾波電路，包括電阻R3、電容Cl、電阻R4、電容C2 ;所述電阻R3的一端與電阻R4的一端連接后的結(jié)點連接電容Cl的一端，電容Cl的另一端接地，電阻R4的另一端與電容C2的一端連接，電容C2的另一端接地。
[0039]不同阻值和電容的配合可以更平滑的對采樣信號濾波，使得與電流成較線性的關(guān)系，同時對軟件的采樣方式，可以做一個同步的修整。調(diào)節(jié)電阻R3、電阻R4、電容Cl、電容C2均可以調(diào)整濾波時間。
[0040]所述電流放大電路103包括電阻R5、電阻R6、電容C3及運放U1，其中，所述電阻R5的一端接地，另一端與電阻R6的一端、運放Ul的反向輸入端連接，電阻R6的另一端與運放Ul的輸出端連接，電容C3的一端接地，另一端連接運放Ul的電源端。放大比例可以通過調(diào)整電阻R5、電阻R6大小進行調(diào)節(jié)。
[0041]所述NTC比例調(diào)節(jié)電路104包括電阻R7和負溫度系數(shù)熱敏電阻R8，電阻R8的一端接地，另一端連接電阻R7。
[0042]對由于采樣電阻R1、采樣電阻R2采集信號隨溫度的上升做一個負比例的反饋補償，調(diào)整電阻R7的阻值可以調(diào)節(jié)反饋的比例。
[0043]所述信號跟隨電路105包括運放U2，運放U2的反向輸入端連接其輸出端。
[0044]所述無溫漂的采樣電壓值進行阻抗匹配處理，不僅減小對信號源的影響，而且提高對單片機信號采集的能力。[0045]所述信號濾波電路106包括電阻R9和電容C4，電容C4的一端接地，另一端連接電阻R9。不同的濾波方式對功率的采集有一定的影響，本實施例采用大電阻大電容的平滑濾波方式。
[0046]本實用新型的技術(shù)方案采用負溫度系數(shù)熱敏電阻作為采樣電阻溫漂補償?shù)钠骷?，并結(jié)合運放和RC濾波一體的整體式比例反饋型電路，最終實現(xiàn)電流采樣值不隨采樣電阻的溫度變化而變化，在電機驅(qū)動器需要進行運行功率控制的場合，實現(xiàn)準確的功率控制。
[0047]注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術(shù)原理，本實用新型所涉及到的不是單一的一個電路，而是整個電路的相互配合的整體功能，電路結(jié)構(gòu)中不論負溫度系數(shù)熱敏電阻放置在電路的哪個位置，只要是與電流的信號有直接的或間接的比例關(guān)系，那么這個電路的使用就包含在本實用新型的保護范圍之中。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【權(quán)利要求】
1.一種帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐罚涮卣髟谟?，包括電流采集電路、兩級電流濾波電路、電流放大電路、NTC比例調(diào)節(jié)電路、信號跟隨電路以及信號濾波電路；其中，所述電流采集電路的輸出端與兩級電流濾波電路的輸入端電性連接；所述兩級電流濾波電路的輸出端與電流放大電路的輸入端電性連接；所述電流放大電路的輸出端與NTC比例調(diào)節(jié)電路的輸入端電性連接；所述NTC比例調(diào)節(jié)電路的輸出端與信號跟隨電路的輸入端電性連接；所述信號跟隨電路的輸出端與信號濾波電路的輸入端電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐?，其特征在于，所述電流采集電路由并?lián)連接的采樣電阻Rl和采樣電阻R2組成，采樣電阻Rl與采樣電阻R2并聯(lián)連接后，連接功率模塊和公共端GND。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐?，其特征在于，所述兩級電流濾波電路為兩級RC濾波電路，包括電阻R3、電容Cl、電阻R4、電容C2 ;所述電阻R3的一端與電阻R4的一端連接后的結(jié)點連接電容Cl的一端，電容Cl的另一端接地，電阻R4的另一端與電容C2的一端連接，電容C2的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐?，其特征在于，所述電流放大電路包括電阻R5、電阻R6、電容C3及運放Ul，其中，所述電阻R5的一端接地，另一端與電阻R6的一端、運放Ul的反向輸入端連接，電阻R6的另一端與運放Ul的輸出端連接，電容C3的一端接地，另一端連接運放Ul的電源端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐罚涮卣髟谟?，所述NTC比例調(diào)節(jié)電路包括電阻R7和負溫度系數(shù)熱敏電阻R8，電阻R8的一端接地，另一端連接電阻R7。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐?，其特征在于，所述信號跟隨電路包括運放U2，所述運放U2的反向輸入端連接其輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶溫漂補償?shù)碾娏鞑蓸与娐?，其特征在于，所述信號濾波電路包括電阻R9和電容C4，電容C4的一端接地，另一端連接電阻R9。
【文檔編號】G01R1/44GK203798845SQ201420202182
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】婁晶, 徐永龍, 陸敏慶 申請人:英迪邁智能驅(qū)動技術(shù)無錫有限公司