一种基于分流器的电流传感器制造技术

本发明专利技术适用于电子元器件设计，提供基于分流器的电流传感器，包括信号采集单元、信号调理单元和数据转换校正单元；信号采集单元包括分流器，用于通过分流器进行电流信号采集，并将采集到的原始电流信号传输至信号调理单元；信号调理单元用于将原始电流信号转换成目标电压信号后，输出至数据转换校正单元；数据转换校正单元用于将目标电压信号进行模数转换，将转换生成的电流数据进行校正，得到目标电流数据后输出至外部检测系统。本发明专利技术提供的基于分流器的电流传感器，基于欧姆定理，其内部电路中不包含非线性器件，因为分流器具有非常好的线性度和精度，能够保证了电流检测的精准度，同时进行模数转换后输出数字信号至外部检测系统，抗干扰性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感
，尤其涉及一种基于分流器的电流传感器。
技术介绍
目前，我国新能源汽车行业方兴未艾，为了保障车辆的行车安全，动力电池系统的极端单体电压、动力电池总压、动力电池电流大小等关键数据是必须实时监测的。例如动力电池的总电流对于监测电池系统的运行状态与SOC(StateofCharge，荷电状态，也叫剩余电量)预测至关重要。目前电动汽车行业中广泛使用霍尔式电流传感器作为电流监测装置，但是霍尔式电流传感器存在以下问题：①普通开环霍尔电流传感器精度偏低，受温度影响较大，测量反应时间不够快，频带宽度窄；②闭环霍尔传感器精度高但价格昂贵，过载能力差，体积较大，同时使用后期需要校准；③霍尔传感器体积大，安装不便，不符合目前小体积轻量化发展的要求；④无论是闭环霍尔传感器还是开环霍尔传感器大量程条件下测量小电流都会有比较大的误差，小电流采集不准；⑤发生磁饱和之后霍尔电流传感器不能起到正常的测量作用，同时容易引起传感器损坏；⑥电动汽车复杂的电磁环境容易干扰霍尔传感器的模拟输出，进而影响电流测量的精度。新能源汽车近年来发展迅速，对于BMS(BatteryManagementSystem,电池管理系统)的要求也越来越苛刻，电流检测作为BMS系统中必不可少的一个部分，其对BMS的重要性不言而喻，一方面电流传感器需要将车辆的实时电流反馈给驾驶员或者技术人员，便于掌握电动车辆的运行状态，另一方面，电流传感器的精度直接关系到电动汽车SOC的估算精度，电流传感器出现异常或者精度不够，将会导致SOC估算偏差较大，或者电流测量不准触发车辆软件保护策略导致切断高压。专利技术内容本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于分流器的电流传感器，旨在提供一种电流测量精度高、抗干扰性强的电流传感器。本专利技术是这样实现的，一种基于分流器的电流传感器，包括信号采集单元、信号调理单元和数据转换校正单元；所述信号采集单元，包括分流器，用于通过所述分流器进行电流信号采集，并将采集到的原始电流信号传输至所述信号调理单元；所述信号调理单元，用于将所述原始电流信号转换成目标电压信号后，输出至所述数据转换校正单元；所述数据转换校正单元，用于将所述目标电压信号进行模数转换，将转换生成的电流数据进行校正，得到目标电流数据后输出至外部检测系统。进一步地，所述电流传感器还包括与所述数据转换校正单元相连接的配置单元；所述配置单元，用于接收用户输入配置参数的操作，根据所述用户输入配置参数的操作生成不同的响应参数，还用于在检测到所述目标电流数据的电流参数超过所述响应参数时，生成一响应指令至外部检测系统，以使外部检测系统根据所述响应指令采取相关措施。进一步地，所述配置单元包括：开机自检模块，用于接收用户的开机自检指令，进行开机自检；离线监测模块，用于接收用户的离线监测设置，将检测到的所述目标电流数据的电流参数通过网络传输至外部系统，以使所述外部系统根据所述电流参数实现对所述电流传感器的监测；温度报警模块，用于接收用户的温度报警设置，当检测到温度超过用户设置的温度报警值时，生成报警信号，所述报警信号用以提示当前温度超过预置的温度报警值；过流报警模块，用于接收用户的过流报警设置，当检测到所述目标电流数据的电流参数超过用户设置的过流报警值时，生成报警信号，所述报警信号用以提示当前电流超过预置的电流报警值；自定义检测模块，用于接收用户的自定义设置，根据所述用户的自定义设置对所述目标电流数据进行检测。进一步地，所述信号调理单元对所述原始电流信号进行差分放大和电压偏置运算，得到电压范围为正值的目标电压信号后，将所述目标电压信号传输至所述数据转换校正单元。进一步地，所述信号调理单元对所述原始电流信号进行两级运放运算，得到电压范围为正值的目标电压信号后，将所述目标电压信号传输至所述数据转换校正单元。进一步地，所述数据转换校正单元包括数据转换模块、温度采集模块和数据处理模块：所述数据转换模块，用于将所述目标电压信号进行模数转换，生成数字电流数据并传输至所述数据处理模块；所述温度采集模块，用于采集所述分流器的温度数据，并将采集到的所述温度数据传输至所述数据处理模块；所述数据处理模块，用于根据所述分流器的线性参数对所述温度数据进行温度补偿，得到温度补偿数据，并根据所述温度补偿数据对所述数字电流数据进行处理及修正，得到所述目标电流数据后传输至外部检测系统。本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：本专利技术提供的基于分流器的电流传感器，基于欧姆定理，其内部电路中不包含非线性器件，因为分流器具有非常好的线性度和精度，能够保证了电流检测的精准度，同时进行模数转换后输出数字信号至外部检测系统，抗干扰性强。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种基于分流器的电流传感器的结构示意图。图2是本专利技术实施例二提供的一种基于分流器的电流传感器的结构示意图。图3是本专利技术实施例三提供的配置单元的结构示意图。图4是本专利技术实施例四提供的数据转换校正单元的结构示意图。图5是本专利技术实施例五提供的一种基于分流器的电流传感器的详细结构示意图。图6是本专利技术实施例六提供的一种基于分流器的电流传感器的原理图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。目前电动汽车上面广泛使用的霍尔式电流传感器由于其原理基于HallEffect(霍尔效应)，需要使用到由高导磁材料做成的磁芯，而非线性和磁滞效应是所有高导磁材料的固有特性，所以电流(原边信号)以同样的趋势上升、下降时输出将会得到不同的结果。对于开环式霍尔电流传感器，其工作依赖于高导磁磁芯的线性区间，由于这种传感器直接测量高导磁磁芯气隙处的磁通，则更容易受到磁芯饱和、磁滞、非线性的影响，所以这种开环式的霍尔电流传感器的精度一般比较低，且受到磁滞效应的影响，不能测量过快频率的电流，测量带宽较窄。闭环式霍尔电流传感器在开环式电流传感器的基础上增加了副边补偿绕组，其测量精度较开环式霍尔传感器有所提升，但由于增加了副边补偿绕组及其对应的控制回路，使得成本增高，体积增大，同时由于副边补偿绕组输出功率有限，在特殊情况下也会出现磁芯饱和的情况，引起测量错误。无论开环式霍尔电流传感器还是闭环式霍尔电流传感器，在实际应用中，小电流测量都不够精准。虽然目前也有BMS厂商、整车厂商使用分流器作为电流采集器件，但是大部分的基于分流器的电流传感器都是没有做温度补偿的，且都是模拟信号输出，很容易受到环境干扰，尤其是主控箱内部电磁环境更为复杂，干扰问题更加突出。基于上述原理，本专利技术提供了如图1所示的一种基于分流器的电流传感器，包括信号采集单元1、信号调理单元2和数据转换校正单元3；信号采集单元1，包括分流器，用于通过所述分流器进行电流信号采集，并将采集到的原始电流信号传输至信号调理单元2；信号调理单元2，用于将所述原始电流信号转换成目标电压信号后，输出至数据转换校正单元3。具体地，信号调理单元3对所述原始电流信号进行差分放大和电压偏置运算，或同时进行两级运放运算，得到电压范围为正值的目标电压信号后，将所述目标电压信号传输至所述数据转换校正单元。数据转换校正单元3，用于将所述目标电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分流器的电流传感器，其特征在于，所述电流传感器包括信号采集单元、信号调理单元和数据转换校正单元；所述信号采集单元，包括分流器，用于通过所述分流器进行电流信号采集，并将采集到的原始电流信号传输至所述信号调理单元；所述信号调理单元，用于将所述原始电流信号转换成目标电压信号后，输出至所述数据转换校正单元；所述数据转换校正单元，用于将所述目标电压信号进行模数转换，将转换生成的电流数据进行校正，得到目标电流数据后输出至外部检测系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于分流器的电流传感器，其特征在于，所述电流传感器包括信号采集单元、信号调理单元和数据转换校正单元；所述信号采集单元，包括分流器，用于通过所述分流器进行电流信号采集，并将采集到的原始电流信号传输至所述信号调理单元；所述信号调理单元，用于将所述原始电流信号转换成目标电压信号后，输出至所述数据转换校正单元；所述数据转换校正单元，用于将所述目标电压信号进行模数转换，将转换生成的电流数据进行校正，得到目标电流数据后输出至外部检测系统。2.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述电流传感器还包括与所述数据转换校正单元相连接的配置单元；所述配置单元，用于接收用户输入配置参数的操作，根据所述用户输入配置参数的操作生成不同的响应参数，还用于在检测到所述目标电流数据的电流参数超过所述响应参数时，生成一响应指令至外部检测系统，以使外部检测系统根据所述响应指令采取相关措施。3.如权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，所述配置单元包括：开机自检模块，用于接收用户的开机自检指令，进行开机自检；离线监测模块，用于接收用户的离线监测设置，将检测到的所述目标电流数据的电流参数通过网络传输至外部系统，以使所述外部系统根据所述电流参数实现对所述电流传感器的监测；温度报警模块，用于接收用户的温度报警设置，当检测到温度超过用户设置的温度报警值时，生成报警信号，所述报警信...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓宏，王新峰，程蕊，尹旭勇，
申请(专利权)人：深圳市沃特玛电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44