電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的電流真有效值檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車輛工程領(lǐng)域，尤其涉及車載充電機(jī)電流檢測(cè)電路，具體是指一種電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的電流真有效值檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的充電方式包括恒壓限流充電法、恒流限壓充電法、三階段充電法、脈沖間歇充電法、正負(fù)脈沖充電法等，在充電過(guò)程中需要監(jiān)測(cè)充電電流有效值。
[0003]—般對(duì)有效值的測(cè)量大多是利用二極管的單向?qū)щ娦?，?gòu)成整流電路，如全波整流、橋式整流等將交流電整流成直流信號(hào)，再通過(guò)電容或電感濾波，最終得到的是平均值形式，根據(jù)平均值與有效值確定的系數(shù)關(guān)系，通過(guò)平均值將有效值表示出來(lái)。它們所采用的二極管的非線性造成誤差較大，特別是當(dāng)信號(hào)幅度小于二極管的門檻電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換誤差更為嚴(yán)重。也就是說(shuō)平均值法只能測(cè)量不失真波形的有效值，不能測(cè)量波形失真的非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。這是平均值法的固有缺陷。
[0004]還有一種方法是根據(jù)物理上的有效值定義，用熱轉(zhuǎn)換法測(cè)量交流信號(hào)的有效值。理論上，熱轉(zhuǎn)換是最簡(jiǎn)單的方法，但實(shí)際上，它卻是最難以實(shí)現(xiàn)、成本最高的方法。這種方法涉及到將未知交流信號(hào)的熱值與已知的校準(zhǔn)直流基準(zhǔn)電壓的熱值進(jìn)行比較。調(diào)整校準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓，使基準(zhǔn)電阻與信號(hào)電阻之間的溫差為零，此時(shí)這兩個(gè)匹配電阻的功耗相同。因此，根據(jù)真有效值的基本定義，直流基準(zhǔn)電壓值等于未知信號(hào)電壓的真有效值值。
[0005]此外，每個(gè)熱單元都含有一個(gè)穩(wěn)定的、低溫度系數(shù)電阻，該電阻與線性溫度電壓轉(zhuǎn)換器發(fā)生熱接觸，輸出電壓與輸入交流信號(hào)的真有效值成比例；但是，熱單元的固定時(shí)間常數(shù)限制了這種真有效值計(jì)算方案的低頻有效性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠從硬件上直接將測(cè)量信號(hào)按照有效值的定義公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換、提供高精度的真有效值轉(zhuǎn)換的電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的電流真有效值檢測(cè)裝置。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的電流真有效值檢測(cè)裝置具有如下構(gòu)成:
[0008]該電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的電流真有效值檢測(cè)裝置，其主要特點(diǎn)是，所述的裝置包括微控制器模塊、存儲(chǔ)器模塊、電流檢測(cè)模塊、電流真有效值檢測(cè)模塊、CAN通信模塊、狀態(tài)指示燈模塊、顯示電路模塊以及輔助供電電路模塊；所述的輔助供電電路模塊分別與所述的微控制器模塊、所述的存儲(chǔ)器模塊、所述的電流檢測(cè)模塊、所述的電流真有效值檢測(cè)模塊、所述的CAN通信模塊、所述的狀態(tài)指示燈模塊、所述的顯示電路模塊相連接；所述的存儲(chǔ)器模塊與所述的微控制器模塊相連接，所述的電流檢測(cè)模塊的輸出端與所述的電流真有效值檢測(cè)模塊的輸入端相連接，所述的微控制器模塊的輸入端與所述的電流真有效值檢測(cè)模塊的輸出端相連接，所述的微控制器模塊的輸出端與所述的狀態(tài)指示燈模塊相連接，所述的微控制器模塊還與所述的CAN通信模塊、顯示電路模塊相連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述的微控制器模塊為dsPIC30F5015芯片及其外圍電路。
[0010]進(jìn)一步地，所述的電流真有效值檢測(cè)模塊為AD637芯片及其外圍電路。
[0011]進(jìn)一步地，所述的電流檢測(cè)模塊為ACS758LCB芯片及其外圍電路。
[0012]進(jìn)一步地，所述的存儲(chǔ)器模塊為AT24C16芯片及其外圍電路。
[0013]進(jìn)一步地，所述的顯不電路1?塊為L(zhǎng)CD 12864液晶顯不器。
[0014]采用了該實(shí)用新型中的電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的電流真有效值檢測(cè)裝置，從硬件上直接將測(cè)量信號(hào)按照有效值的定義公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方法，使用真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637配合外圍電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，不但能實(shí)現(xiàn)高精度的真有效值轉(zhuǎn)換，還能將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)再轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出，用于本地或遠(yuǎn)程控制監(jiān)測(cè)。該芯片頻帶寬，當(dāng)輸入交流信號(hào)電壓Vin =200mV(RMS)時(shí)，頻率上限為600kHz ；Vin>lV(RMS)時(shí)頻率上限高達(dá)8MHz。提高了電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的電流真有效值檢測(cè)精度。同時(shí)，采用AT24C16芯片的存儲(chǔ)器模塊記錄AD637的電流數(shù)據(jù)，方便記錄故障時(shí)的車載充電機(jī)的電流值，為故障排查提供可靠依據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的電流真有效值檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的微控制器模塊及其外圍電路的電路原理圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型的電流檢測(cè)模塊的電路原理圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型的電流真有效值檢測(cè)模塊的電路原理圖。
[0019]圖5為本實(shí)用新型的存儲(chǔ)器模塊的電路原理圖。
[0020]圖6為本實(shí)用新型的顯示模塊的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了能夠更清楚地描述本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
[0022]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0023]參見(jiàn)圖1，一種電動(dòng)車輛車載充電機(jī)的電流真有效值檢測(cè)裝置，包括電流檢測(cè)ACS758LCB模塊、電流真有效值檢測(cè)AD637模塊、微控制器DSP模塊、存儲(chǔ)器模塊、狀態(tài)指示燈、CAN通信模塊、顯示電路及輔助供電電路，輔助供電電路與電流檢測(cè)ACS758LCB模塊、電流真有效值檢測(cè)AD637模塊、微控制器DSP模塊、存儲(chǔ)器模塊、狀態(tài)指示燈、CAN通信模塊、顯示電路電連接為其供電，所述微控制器模塊的輸入端與電流真有效值檢測(cè)AD637模塊、存儲(chǔ)器模塊及顯示電路的輸出端電連接，微控制器模塊的輸出端與狀態(tài)指示燈、顯示電路、CAN通信模塊及存儲(chǔ)器模塊的輸入端電連接。
[0024]所述顯示電路采用IXD12864液晶顯示器。
[0025]參見(jiàn)圖2，微控制器模塊采用dsPIC30F5015芯片，其外圍電路主要包括:電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路。dsPIC30F5015芯片對(duì)于工業(yè)級(jí)溫度范圍，最少擦寫(xiě)次數(shù)1萬(wàn)次，典型擦寫(xiě)次數(shù)10萬(wàn)次，對(duì)于工業(yè)級(jí)溫度范圍，最少擦寫(xiě)次數(shù)10萬(wàn)次，典型擦寫(xiě)次數(shù)100萬(wàn)次，可在軟件控制下自行再編程，上電復(fù)位(Power-on Reset, P0R)、上電延時(shí)定時(shí)器(Power-upTimer，PffRT)和振蕩器起振定時(shí)器(Oscillator Start-up Timer, OST)，靈活的看門狗定時(shí)器(Watchdog Timer，WDT)，帶片上低功耗RC振蕩器以便可靠地工作，故障保護(hù)時(shí)鐘監(jiān)視器操作可檢測(cè)時(shí)鐘故障，并切換到片上低功耗RC振蕩器可編程代碼保護(hù)，在線串行編程(In-Circuit Serial Programming?, ICSP?)，可選擇的功耗管理模式、休眠、空閑和備用時(shí)鐘模式。
[0026]參見(jiàn)圖2?4，電流檢測(cè)ACS758LCB芯片為增強(qiáng)散熱功能、全集成、基于霍爾效應(yīng)的線性電流傳感器，可為交流或直流電流感測(cè)提供經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且精確的解決方案，該器件由一個(gè)精確、低偏移的線性霍爾傳感器電路組成，且其銅制的電流路徑靠近晶片。通過(guò)該銅制電流路徑施加的電流能夠生成可被集成霍爾1C感應(yīng)并轉(zhuǎn)化為成比例電壓的磁場(chǎng)。通過(guò)將磁性信號(hào)靠近霍爾傳感器，實(shí)現(xiàn)器件精確度優(yōu)化。其集成屏蔽可大幅減少因dV/dt信號(hào)導(dǎo)致電流導(dǎo)體至晶片的電容耦合，并可防止高端、高電壓應(yīng)用中的偏置漂移。當(dāng)通過(guò)用作電流感測(cè)通路之主要銅傳導(dǎo)通路(從端子4到端子5)的電流不斷上升時(shí)，器件的輸出具有正斜率OVCC/2)。該傳導(dǎo)通路的內(nèi)電阻通常是100μ Ω，具有較低的功率損耗。銅線的厚度允許器件在高過(guò)電流條件下運(yùn)行。傳導(dǎo)通路的接線端與傳感器引腳(引腳1?3)電氣絕緣。這樣，ACS758LCB傳感器芯片可用于那些要求電氣絕緣卻未使用光電絕緣器或其它昂貴絕緣技術(shù)的應(yīng)用。
[0027]ΡΙ+和ΡΙ-分別為電流采樣電阻的輸出端子與ACS758LCB-050B-PFF-T的ΙΡ+和IP-相連接，VCC與VCC3.3V相連接，經(jīng)104電容后接地。V10UT經(jīng)200K電阻和33PF電容并聯(lián)后接GND，并與AD637的15引腳經(jīng)33uf電容后相連接。AD637的1、3、4引腳接地；5引腳為片選(高電平有效)，通過(guò)4.7K的上拉電阻R2接VCC ;13、12引腳分別接+5V和一 5V的電源；C2和C3為旁路電容，用于濾掉電源中的交流成分；10、11引腳之間接求有效值時(shí)間電容，用于設(shè)定求多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)輸入信號(hào)的有效值；C1、C6、R3、R4構(gòu)成雙極點(diǎn)Sallen-Key濾波電路，用于減小輸出信號(hào)的紋波。
[0028]所述電流真有效值檢測(cè)芯片為AD637，用于將ACS758LCB芯片轉(zhuǎn)換得到的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為真有效值電壓信號(hào)。AD637輸出的直流電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)AD采樣處理成數(shù)字信號(hào)，并送至往微控制器DSP和CAN通信端口，本實(shí)用新型所用AD采樣處理單元采用微控制器DSP芯片自帶的ADC模塊。AD637將輸入電壓信號(hào)按照有效值定義公式進(jìn)行有效值轉(zhuǎn)換后，由16引腳輸出有效值與輸入信號(hào)相同的直流電壓信號(hào)。
[0029]將上一步AD637的16引