基于双霍尔的智能电流传感器制造技术

本实用新型专利技术提出一种基于双霍尔的智能电流传感器，包括两路霍尔传感器，一路接在充电回路中，另一路接在放电回路中，两路霍尔传感器的输出端分别通过多级电平移位电路连接到单片机的输入端，单片机通过CAN接口或RS485接口连接后续通讯器件。本实用新型专利技术使用两个霍尔传感器，分别负责充电回路和放电回路的电流，每个霍尔传感器的量程可以根据本回路的电流上限来决定，以此提高了测量的精度。本实用新型专利技术采用多级移位电路，使得单片机可以高频率地测量霍尔传感器的值，从而提高了电流测量的精度，使得SOC估值更加精确，另外智能电流传感器输出的数字信号，抗干扰能力较强。

Intelligent Current Sensor Based on Double Hall

The utility model proposes an intelligent current sensor based on double hall, which includes two hall sensors, one connected to the charging circuit and the other connected to the discharge circuit. The output terminals of the two hall sensors are connected to the input terminals of the single chip computer through a multi-level shift circuit, and the single chip computer is connected to the subsequent communication devices through a CAN interface or RS485 interface. The utility model uses two Hall sensors, which are responsible for the current of charging circuit and discharging circuit respectively. The measuring range of each Hall sensor can be determined according to the upper current limit of the circuit, thereby improving the measuring accuracy. The utility model adopts a multi-stage shift circuit, which enables the single chip computer to measure the value of Hall sensor at high frequency, thereby improving the accuracy of current measurement, making the SOC estimation more accurate, and the digital signal output by the intelligent current sensor has strong anti-interference ability.

【技术实现步骤摘要】
基于双霍尔的智能电流传感器
本技术涉及电流传感器。
技术介绍
SOC全称是StateofCharge，荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值。通常对SOC值的估算是通过由霍尔电流传感器、单片机等构成的电流采样电路来计算。霍尔电流传感器用于电流采样，当电流流过霍尔传感器时，传感器会输出电压信号，根据比例可以测量回路中电流的大小。通常情况下，一个电池组只会使用一个霍尔电流传感器，既采集充电电流，又采集放电电流。但是，多数情况下放电电流会高于充电电流，因此霍尔电流传感器的量程通常会根据放电电流上限来决定。这样一来，当电池组充电时，霍尔传感器的量程只会用到一部分，导致传感器对于充电电流的测量精度偏小。另一方面，霍尔电流传感器输出的单端电压为模拟信号，霍尔电流传感器和单片机之间的线路较长，传输过程极其易受到干扰，而且单片机监测电压的速度是毫秒级别的，电压误差大，势必影响最终SOC的估算精度。
技术实现思路
为了解决现有电流采样过程存在干扰及测量精度低从而导致最终SOC的估算精度低的问题，提出一种基于双霍尔的智能电流传感器，其采用如下方案予以实现：一种基于双霍尔的智能电流传感器，包括两路霍尔传感器，一路接在充电回路中，另一路接在放电回路中，两路霍尔传感器的输出端分别通过多级电平移位电路连接到单片机的输入端，单片机通过CAN接口或RS485接口连接后续通讯器件。进一步地，所述多级电平移位电路为两级，每级电平移位电路包括分压电阻和射极跟随器，所述分压电阻包括第一电阻和第二电阻，第一电阻一端接转换前电压，另一端一方面通过第二电阻接地，另一方面接射极跟随器，所述射极跟随器包括运算放大器，运算放大器的正输入端连接第二电阻，负输入端通过负反馈电阻输出转换后的电压。进一步地，所述第二级电平移位电路后连接低通滤波器，所述低通滤波器包括滤波电阻和滤波电容，所述滤波电阻一端连接转换后的电压，另一端通过滤波电容接地。进一步地，还包括钳位保护电路，所述钳位保护电路包括顺向串联的第一、第二二极管，第一二极管的阴极连接钳位电压，阳极连接转换后的电压，第二二极管的阳极接地。进一步地，所述放电回路中霍尔传感器的量程大于充电回路中霍尔传感器的量程。进一步地，所述单片机采用STM32F103C8T6。进一步地，所述后续通讯器件为控制单片机。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果在于：本技术使用两个霍尔传感器，分别负责检测电池充电回路和放电回路的电流，每个霍尔传感器的量程可以根据本回路的电流上限来决定，以此提高了测量的精度。本技术采用多级移位电路，使得单片机可以高频率地测量霍尔传感器的值，从而提高了电流测量的精度，使得SOC估值更加精确，另外智能电流传感器输出的数字信号，抗干扰能力较强。附图说明图1为本技术基于双霍尔的智能电流传感器电路原理框图；图2为两级电平移位电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。参考图1，本实施例一种基于双霍尔的智能电流传感器，包括两路霍尔传感器，一路接在充电回路中，另一路接在放电回路中，两路霍尔传感器的输出端分别通过多级电平移位电路连接到单片机的输入端，单片机通过CAN接口或RS485接口连接后续通讯器件。本实施例使用两个霍尔电流传感器，分别测量充电回路和放电回路的电流，放电回路中霍尔传感器的量程大于充电回路中霍尔传感器的量程，如此一来，每个霍尔电流传感器的量程完全根据本回路的电流上限来决定，从而提高了测量的精度。霍尔电流传感器使用时与主回路不串联，一旦发生异常，不会影响整体电路。单片机一般为3.3V或5V供电，以3.3V供电的单片机为例，单片机只能测量0至3.3V的电压，可是霍尔电流传感器的输出电压范围可能是-15V至+15V。因此需要一套电平移位电路，将-15V至+15V的电压线性转换至0至3.3V的范围中，方便单片机测量。本实施例多级电平移位电路为两级电平移位电路，是由电阻组成的线性电路，为了固定每一级的转换结果，在每一级电路的后面增加射极跟随器，防止后面一级电路的连接打乱前面一级电路的转换比例。参考图2第一级电平移位电路包括分压电阻R60和R64，电阻R60一端接转换前的电压，另一端一方面通过分压电阻R64接地GND，另一方面连接运算放大器UG6A的正输入端，为了降低干扰，运算放大器U26A的正输入端通过滤波电容C75接地；运算放大器UG6A的负输入端通过负反馈电阻R55连接到下一级的输入；同理，第二级电平移位电路包括分压电阻R61和R66，电阻R61一端接上一级的输入电压，另一端一方面通过分压电阻R66及滤波电容C83接地，另一方面连接运算放大器U26B的正输入端，运算放大器UG6A的负输入端通过负反馈电阻R56连接低通滤波器及电压钳位电路，低通滤波器包括滤波电阻R59和滤波电容C72，滤波电阻R59一端连接二级转换后的电压，另一端通过滤波电容C72接地GND。电压钳位电路包括顺向串联的第一二极管D18、第二二极管D21，第一二极管D18的阴极连接钳位电压，阳极连接转换后的电压，第二二极管D21的阳极接地GND。如上电路原理如下：CURRENT1为从霍尔传感器输出±4V电压，通过R60和R64分压，在R64上得到±2.54V的电压。U26A与R55构成射极跟随器，用于锁定R60和R64的分压比。R61、R66和+3V电源构成另一级分压电路，在两电阻中点得到0.23至2.77的电压范围(GND为参考)。U26B与R56构成射极跟随器，锁定R61、R66和+3V电源构成的分压比。R59与C72构成低通滤波器，用于滤除电路中的高频干扰。D18与D21用于电压钳位，保护ADC。如上电路，单片机可高频率测量霍尔传感器的值，并对检测结果和检测周期的乘积做积分，以估算电池组的SOC值。整个智能电流传感器后续可通过CAN接口和RS485接口控制单片机，为其提供相对精确地输出电流值及SOC值。以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非是对本技术作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本技术技术方案内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本技术技术方案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双霍尔的智能电流传感器，其特征在于：包括两路霍尔传感器，一路接在充电回路中，另一路接在放电回路中，两路霍尔传感器的输出端分别通过多级电平移位电路连接到单片机的输入端，单片机通过CAN接口或RS485接口连接后续通讯器件。

【技术特征摘要】
1.一种基于双霍尔的智能电流传感器，其特征在于：包括两路霍尔传感器，一路接在充电回路中，另一路接在放电回路中，两路霍尔传感器的输出端分别通过多级电平移位电路连接到单片机的输入端，单片机通过CAN接口或RS485接口连接后续通讯器件。2.根据权利要求1所述的基于双霍尔的智能电流传感器，其特征在于：所述多级电平移位电路为两级，每级电平移位电路包括分压电阻和射极跟随器，所述分压电阻包括第一电阻和第二电阻，第一电阻一端接转换前电压，另一端一方面通过第二电阻接地，另一方面接射极跟随器，所述射极跟随器包括运算放大器，运算放大器的正输入端连接第二电阻，负输入端通过负反馈电阻输出转换后的电压。3.根据权利要求2所述的基于双霍尔的智能电流传感器，其特征在于：所述第二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：李扬，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62