一种高精度的电流采样电路制造技术

本实用新型专利技术涉及工业电机控制技术领域，尤其涉及一种高精度的电流采样电路，具体包括RC滤波电路、差分放大电路以及积分电路，通过在差分放大电路中加入直流偏置电压基准源，扩大了输入信号放大后的输出信号不失真的动态范围，即当电流为负值时，放大电路仍能将信号放大为正值电压信号。在积分电路中，再将电压信号通过积分电路进行压频转换后生成三角波信号并传输至后级的数字信号处理芯片中，通过后级的数字信号处理芯片进行数据采集从而增强采样精度和稳定性，解决了电流采样电路受噪声干扰严重以及分辨率较低的问题。

A high precision current sampling circuit

【技术实现步骤摘要】
一种高精度的电流采样电路
本技术涉及工业电机控制
，尤其涉及一种高精度的电流采样电路。
技术介绍
在许多的电路系统中，我们都会涉及到电流的采样，例如电机控制领域。现有技术常用方法有：1.使用霍尔传感器进行电流采样，霍尔传感器直接输出适合DSP采样电压范围的电压值，DSP读取对应的电压值并通过一定的换算关系换算出对应电流的大小，这种方法采集的精度一般较差，适用于大电流的采集；2.使用单端放大电路加采样电阻的方法，采样电阻上的压降经过单端放大电路放大后输入单片机进行采样和换算得到相应的电流值；这种单端放大的电路精度和稳定性较差，适用于精度要求不太高的场合。专利号为201721163339.9的专利文献中，公开了一种滤除高次谐波的电流采样电路，但其依旧存在以下缺陷：1、该采样电路所采的电流只能是正值，当电流为负值时其放大电路无法正常进行放大；2、该采样电路为传统的A/D采样放大电路，其采样精度仍会受采样器采样精度的影响，对采样器要求较高。专利号为201821212397.0的专利文献中，公开了一种提高驱动能力的电流采样电路，但该采样电路的采样精度与稳定性均较差，只适用于精度要求不高的场合。因此，如何解决电流采样电路受噪声干扰严重以及分辨率较低的问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高精度的电流采样电路，以解决电流采样电路受噪声干扰严重以及分辨率较低的问题。为了实现上述目的，本技术提供了一种高精度的电流采样电路，其特征在于，包括：RC滤波电路，所述RC滤波电路的输入端接收由采样电阻采集电流获得的电压信号，电压信号经过所述RC滤波电路进行滤波；差分放大电路，所述差分放大电路的输入端与所述RC滤波电路的输出端连接，以接收所述RC滤波电路滤波后的电压信号；所述差分放大电路包括放大倍数调整模块以及产生偏置电压的基准源，所述放大倍数调整模块用于对接收的电压进行控制放大调整电压值，所述产生偏置电压的基准源用于给电压信号一定的直流偏置，使放大电路将交流信号放大为正值电压信号；积分电路，所述积分电路的输入端与所述差分放大电路的输出端连接，用于对放大调整后的电压信号转换成三角波信号，并将积分后的三角波信号传输至数字信号处理芯片。优选的，所述RC滤波电路包括：第一电阻，所述第一电阻的输入端与采样电阻的正端相连接；第二电阻，所述第二电阻的输入端与采样电阻的负端相连接；第三电阻，所述第三电阻的输入端与所述第一电阻连接；第四电阻，所述第四电阻的输入端与所述第二电阻连接；第一电容，所述第一电容的两端连接所述第一电阻以及第二电阻；第二电容，所述第二电容的一端与第三电阻连接，另一端与地连接；第三电容，所述第三电容的一端与第四电阻连接，另一端与地连接。优选的，所述差分放大电路包括：第五电阻，所述第五电阻的输入端与所述第三电阻连接；第六电阻，所述第六电阻的输入端与所述第四电阻连接；第七电阻，所述第七电阻的输入端与所述第六电阻连接；第八电阻，所述第八电阻的输入端与所述第五电阻连接；产生偏置电压的基准源，所述产生偏置电压的基准源与第七电阻的输出端连接；第四电容，所述第四电容与所述第七电阻并联；第五电容，所述第五电容与第八电阻并联；第一运算放大器，所述第一运算放大器的输入端与所述第五电阻与第六电阻连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第八电阻连接。优选的，根据第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻的阻值以及产生偏置电压的基准源，调整所述第一运算放大器的放大倍数。优选的，所述积分电路包括：第九电阻，所述第九电阻的输入端与第八电阻连接；第十电阻，所述第十电阻的输入端与第九电阻连接，所述第十电阻的输出端与电线接地端；第六电容，所述第六电容的一端与第九电阻连接；第二运算放大器，所述第二运算放大器的输入端与第九电阻以及电压连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第六电容连接；第十一电阻，所述第十一电阻与所述第二运算放大器的输出端连接；第十二电阻，所述第十二电阻与所述第十电阻的输入端连接。优选的，根据第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻的阻值、第六电容的容值、以及数字信号处理芯片的电压值，调整第六电容充放电的速度以调整三角波信号。优选的，所述电流采样电路还包括钳位二极管，所述钳位二极管的输入端与第十一电阻连接，所述钳位二极管的输出端与数字信号处理芯片连接，所述钳位二极管对相应的计数引脚进行限压以及保护。优选的，根据数字信号处理芯片的额定电压值，配置所述钳位二极管的限压范围。本技术提供的高精度的电流采样电路，通过在差分放大电路中加入直流偏置电压基准源，使得输入信号放大后的输出信号不失真的动态范围更大，当电流为负值时，放大电路仍能将信号进行放大电路仍能将信号放大为正值电压信号。在积分电路中，再将电压信号通过积分电路进行压频转换后生成三角波信号并传输至后级的数字信号处理芯片中，通过后级的数字信号处理芯片进行数据采集从而增强采样精度和稳定性，解决了电流采样电路受噪声干扰严重以及分辨率较低的问题。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术提供的高精度的电流采样电路的示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面将结合附图对本技术作进一步的详细介绍。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。如图1所示，图1为本技术提供的高精度的电流采样电路的示意图。本技术提供了一种高精度的电流采样电路，包括：RC滤波电路100、差分放大电路200以及积分电路300；RC滤波电路100的输入端接收由采样电阻R033采集电流获得的电压信号，电压信号经过RC滤波电路100进行滤波，滤除降低采样精度的高次谐波；差分放大电路200的输入端与RC滤波电路100的输出端连接，以接收RC滤波电路100滤波后的电压信号，差分放大电路200包括放大倍数调整模块以及产生偏置电压的基准源，放大倍数调整模块用于对接收的电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度的电流采样电路，其特征在于，包括：/nRC滤波电路，所述RC滤波电路的输入端接收由采样电阻采集电流获得的电压信号，电压信号经过所述RC滤波电路进行滤波；/n差分放大电路，所述差分放大电路的输入端与所述RC滤波电路的输出端连接，以接收所述RC滤波电路滤波后的电压信号；所述差分放大电路包括放大倍数调整模块以及产生偏置电压的基准源，所述放大倍数调整模块用于对接收的电压进行控制放大调整电压值，所述产生偏置电压的基准源用于给电压信号直流偏置，使放大电路将交流信号放大为正值电压信号；/n积分电路，所述积分电路的输入端与所述差分放大电路的输出端连接，用于对放大调整后的电压信号转换成三角波信号，并将积分后的三角波信号传输至数字信号处理芯片。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度的电流采样电路，其特征在于，包括：
RC滤波电路，所述RC滤波电路的输入端接收由采样电阻采集电流获得的电压信号，电压信号经过所述RC滤波电路进行滤波；
差分放大电路，所述差分放大电路的输入端与所述RC滤波电路的输出端连接，以接收所述RC滤波电路滤波后的电压信号；所述差分放大电路包括放大倍数调整模块以及产生偏置电压的基准源，所述放大倍数调整模块用于对接收的电压进行控制放大调整电压值，所述产生偏置电压的基准源用于给电压信号直流偏置，使放大电路将交流信号放大为正值电压信号；
积分电路，所述积分电路的输入端与所述差分放大电路的输出端连接，用于对放大调整后的电压信号转换成三角波信号，并将积分后的三角波信号传输至数字信号处理芯片。


2.根据权利要求1所述的高精度的电流采样电路，其特征在于，所述RC滤波电路包括：
第一电阻，所述第一电阻的输入端与采样电阻的正端相连接；
第二电阻，所述第二电阻的输入端与采样电阻的负端相连接；
第三电阻，所述第三电阻的输入端与所述第一电阻连接；
第四电阻，所述第四电阻的输入端与所述第二电阻连接；
第一电容，所述第一电容的两端连接所述第一电阻以及第二电阻；
第二电容，所述第二电容的一端与第三电阻连接，另一端与地连接；
第三电容，所述第三电容的一端与第四电阻连接，另一端与地连接。


3.根据权利要求2所述的高精度的电流采样电路，其特征在于，所述差分放大电路包括：
第五电阻，所述第五电阻的输入端与所述第三电阻连接；
第六电阻，所述第六电阻的输入端与所述第四电阻连接；
第七电阻，所述第七电阻的输入端与所述第六电阻连接；
第八电阻，所述第八电阻的输入端与所述第五电阻连接；
产生偏置电压的基准源，所述产生偏置电压的基准源与...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文植，常棋棋，
申请(专利权)人：南京鑫华莹自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32