一种新能源电动汽车高精度电流检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种新能源电动汽车高精度电流检测电路，包括电流校准模块、滤波电路、放大电路、A/D转换模块、信号隔离模块和MCU；电流校准模块包括一采样电阻、与采样电阻串联的至少一校准电阻、与采样电阻和校准电阻形成第一回路的基准电源、及控制第一回路的若干控制开关；所述滤波电路采集采样电阻的电信号，经放大电路放大后，由A/D转换模块、信号隔离模块处理后传输给MCU，MCU处理后发出校验结果或电流值；当第一回路接入时，MCU发出校验结果，测外部电流时，MCU发出电流值。本实用新型专利技术电路每次上电使用时，电流能实现自动的校准，校准后测量的电流精度更高，不存在使用时间长，电流测量不准确的现象。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动汽车电流检测领域，尤其涉及一种新能源电动汽车高精度电流检测电路。
技术介绍
目前业界的电流检测方案不能实现自动校准，采样电流前端的信号和噪声的滤波频率不可调节，影响电流采样的精度；滤波处理后的信号经过放大电路的增益不可调节，影响测量的精度，随着使用时间越久测量到的误差会越来越大，且不能实现电路故障的自检。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种新能源电动汽车高精度电流检测电路。本技术的技术方案如下：一种新能源电动汽车高精度电流检测电路，包括电流校准模块、滤波电路、放大电路、A/D转换模块、信号隔离模块和MCU；所述电流校准模块包括一采样电阻、与采样电阻串联的至少一校准电阻、与采样电阻和校准电阻形成第一回路的基准电源、及控制第一回路的若干控制开关；所述滤波电路采集采样电阻的电信号，经放大电路放大后，由A/D转换模块、信号隔离模块处理后传输给MCU，MCU处理后发出校验结果或电流值；当第一回路接入时，MCU发出校验结果，当第一回路断开、测外部电流时，MCU发出电流值。较佳地，该电流检测电路还包括通信模块、人机交互终端，MCU将校验结果或电流值经通信模块传输给人机交互终端，人机交互终端显示校验结果或电流值。进一步地，滤波电路为可调频型滤波电路，此路电路可以是无缘滤波电路，也可以是有源滤波电路。进一步地，放大电路为可调增益的放大电路。进一步地，A/D转换模块采用A/D转换集成芯片。进一步地，信号隔离模块可以是专用的信号隔离芯片，也可以是光耦隔离器件。进一步地，MCU是可编程的单片机。进一步地，通信模块支持232总线、485总线、CAN总线、Lin总线。进一步地，人机交互终端可以是PC机的上位机，也可以是带屏幕的可视终端机。采用上述方案，本技术有以下优点：1.电流检测电路每次上电使用，电流能实现自动的校准，校准后测量的电流精度更高，不存在使用时间长，电流测量不准确的现象；2.能实现此电路故障的自检，通过对电流的校准，“电流校准失败”后，MCU会发出“电流检测硬件故障”故障；3.改变校准电阻R1、R3的阻值，能校准不同量程的电流，校准的范围比较广；4.此方案的滤波电路的频率范围可调节，能滤除在不同频率下的干扰和噪声；5.此方案的放大电路的增益可以调节，可调节的增益范围大。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为可调频率型滤波电路图；图3为可调增益的放大电路图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，对本技术进行详细说明。参照图1所示，本技术提供一种高精度电流检测系统，包括依次连接的：电流校准模块1、滤波电路2、放大电路3、A/D转换模块4、信号隔离模块5、MCU6、通信模块7和终端8；所述电流校准模块1包括采样电阻R2、两校准电阻R1、R3，四个控制开关K1-K4、一基准电源Vref，其中开关K1，电阻R2，开关K2依次连接在正母线上；控制开关K1和采样电阻R2之间的连接点依次通过控制开关K3和校准电阻R3接地；采样电阻R2和控制开关K2之间的连接点依次通过控制开关K4和校准电阻R1连接基准电源Vref；采样电阻R2两端连接有滤波电路2。A/D转换模块4采用A/D转换集成芯片。信号隔离模块5可以是专用的信号隔离芯片，也可以是光耦隔离器件。MCU6是可编程的单片机。通信模块7支持232总线、485总线、CAN总线、Lin总线。人机交互终端8可以是PC机的上位机，也可以是带屏幕的可视终端机。参照图2所示，滤波电路2为可调频型滤波电路，此路电路可以是无缘滤波电路，也可以是有源滤波电路。此处以RC低通滤波器为例来说明如何实现可调频率的滤波电路。图2的RC电路的频率为：fc＝1/[2Π*R4*(C1+C2+…+Cn)]…………(1)fc′＝1/[2Π*R5*(C1′+C2′+…+Cn′)]…………(2)控制开关S1，S2，…，Sn及开关S1′,S2′,…,Sn′的开关闭合(备注：S1，S2，…,Sn，S1′,S2′,…,Sn′可为电子开关，也可为机械开关等一切能作为开关量的开关)，能实现公式(1)，(2)中fc和fc′的不同频率。针对在某个频率下的干扰和噪声，可以选择合适的fc和fc′来滤除噪声和干扰。参照图3所示，放大电路3可调增益的放大电路。以集成运放AD8237为例，通过调节电阻R6、R5的阻值，可改变集成运放的增益G。其中，Pin2为正输入(PositiveInput)、Pin3为负输入(NegativeInput)、Pin6为参考输入(ReferenceInput)、Pin7为反馈输入(FeedbackInput)、Pin8为输出(Output)。图3中集成运放的电路的增益：G＝1+(R6/R5)……………(3)从公式(3)中可以得知，通过调节电阻R6、R5的阻值，可以改变增益G。集成运放的输出电压Vc+:Vc+＝G*(VB+-VB-)+VREF………(4)由公式(4)中得知，VREF的基准电源2可以是基准电压源芯片，也可以是分立元件搭建起来的电压源，Vc+信号可以通过调节增益G来优化VC+信号。VC+的信号连接到A/D转换电路中。本技术电流检测电路具体检测步骤如下：A、模块上电，图1中MCU6指令控制开关K3、K4闭合，K1、K2断开，电流开始校准，采样电阻R2采样校准电流的信号；B、从采样电阻R2采样出来的信号(VA+和VA-)连接到可调频率型的滤波电路2中处理，通过控制滤波电路2中S1，S2，…,Sn及S1′,S2′,…,Sn′的某个或某些开关闭合，把某个频率下的干扰和噪声滤除；C、干扰和噪声滤除后的信号(VB+和VB-)连接到可调增益的放大电路3中，通过调节合适的增益(即调节R5、R6的阻值)，对微弱的信号进行放大处理后的信号为Vc+和Vc-；D、放大处理后的信号Vc+连接到A/D转换模块4中，经过A/D转换模块4中一系列的数据处理后信号输出为VD+和VD-；E、处理完成的信号(VD+和VD-)通过信号隔离模块5的隔离芯片或者是光耦隔离器件把信号(VE+和VE-)传送到MCU6中；F、MCU6对其信号(VE+和VE-)进行一系列的处理；G、MCU6处理完成的信号(VF+和VF-)，通过通信模块7的232总线、485总线、CAN总线、Lin总线的其中一种总线把报文发送给人机交互终端8；H、人机交互终端8会解析MCU6发送过来的报文，如果校准完成，人机交互终端8会提示“校准完成”，如果校准失败，人机交互终端8会提示“校准失败”和“电流检测硬件故障”的故障；I、1)当人机交互终端8提示“校准失败”和“电流检测硬件故障”的故障时，此时要对电流检测模块的电路进行检查。2)当人机交互终端8提示“校准完成”，MCU指令控制开关K3、K4断开，K1、K2闭合，电流检测开始，人机交互终端8会显示检测的电流值。以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新能源电动汽车高精度电流检测电路，其特征在于，包括电流校准模块、滤波电路、放大电路、A/D转换模块、信号隔离模块和MCU；所述电流校准模块包括一采样电阻、与采样电阻串联的至少一校准电阻、与采样电阻和校准电阻形成第一回路的基准电源、及控制第一回路的若干控制开关；所述滤波电路采集采样电阻的电信号，经放大电路放大后，由A/D转换模块、信号隔离模块处理后传输给MCU，MCU处理后发出校验结果或电流值；当第一回路接入时，MCU发出校验结果，当第一回路断开、测外部电流时，MCU发出电流值。

【技术特征摘要】
1.一种新能源电动汽车高精度电流检测电路，其特征在于，包括电流校准模块、滤波电路、放大电路、A/D转换模块、信号隔离模块和MCU；所述电流校准模块包括一采样电阻、与采样电阻串联的至少一校准电阻、与采样电阻和校准电阻形成第一回路的基准电源、及控制第一回路的若干控制开关；所述滤波电路采集采样电阻的电信号，经放大电路放大后，由A/D转换模块、信号隔离模块处理后传输给MCU，MCU处理后发出校验结果或电流值；当第一回路接入时，MCU发出校验结果，当第一回路断开、测外部电流时，MCU发出电流值。2.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，该电流检测电路还包括通信模块、人机交互终端，MCU将校验结果或电流值经通信模块传输给人机交互终端，人机交互终端显示校验结果或电流值。3.根据权利要求1或2所述的电流检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊本波，周远标，王鹏，徐华杰，余亦星，
申请(专利权)人：深圳市国新动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44