基于分流器的航空配电线路双向电流采样电路及检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于分流器的航空配电线路双向电流采样电路及检测方法，包括基于分流器的电流检测电路和外部参考电压的浮地参考电路，其中浮地参考电路的2.5V输出端、Floal_Ref信号输出端以及U_shunt+输出端与电流检测电路相应的输入端口连接。本发明专利技术针对航空270V高压直流线路，提出了基于分流器应用浮地参考进行馈线直流电流的采样方法，能够极大降低调理电路对共模输入电压的限制。同时能够检测馈线上的双向电流，并可应用于小信号、高共模电压调理处理的场合，具有结构简单、采样精度高、可靠性高、抗干扰能力强等优点，方便与产品结构进行集成化设计，从而实现产品的模块化、小型化。型化。型化。

【技术实现步骤摘要】
基于分流器的航空配电线路双向电流采样电路及检测方法


[0001]本专利技术属于航空电气控制与检测领域，涉及一种基于分流器的航空配电线路双向电流采样电路及检测方法。

技术介绍

[0002]随着飞机供电技术的发展，信号的高精度、可靠、安全的检测对于系统的控制与保护发挥着越来越重要的作用。在270V高压直流供电体制中，对于馈线电流的检测，传统的检测方法为基于霍尔传感器的电流采样方法。霍尔传感器具有测量精度高、线性度好、可靠性高等优点，能够实现电流的隔离测量，防止高电压对后级电路的影响，保证电流的安全检测。但是霍尔传感器属于有源器件，无法独立工作，且成本较高。基于分流器的电流采样方法，具有成本低、结构简单、工作稳定可靠、不受外界电磁干扰的影响、不需要外界提供工作电源和使用方便等特点。但是在航空270V高压直流供电领域，分流器应用较少，如何从270V高电压中提取出几十毫伏微弱的电压信号，实现高精度的电流检测，成为技术的难点。

技术实现思路

[0003]要解决的技术问题
[0004]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种基于分流器的航空配电线路双向电流采样电路及检测方法，方便电流的检测，可以提高电流的采样精度、可靠性及抗干扰能力，实现配电产品的模块化、集成化、小型化。本专利技术能够承受供电系统的浪涌过电压，电流采样精度较高，便于实现配电产品的过流保护与短路保护，保证配电产品的安全运行。
[0005]技术方案
[0006]一种基于分流器的航空配电线路双向电流采样电路，其特征在于包括基于分流器的电流检测电路和外部参考电压的浮地参考电路，其中浮地参考电路的2.5V输出端、Floal_Ref信号输出端以及U_shunt+输出端与电流检测电路相应的输入端口连接；所述基于分流器的电流检测电路包括分流器电阻R1、差分低通滤波电路R3、R4和C6、电流监控芯片U1、P
‑
MOS管Q1、电阻R7、R6、R8和R9、运放U3A、低通滤波电路R10和C10；分流器电阻R1串联在U_shunt+端与U_shunt
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端，U_shunt
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端通过R3电阻与电流监控芯片U1的VIN
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端口连接；U_shunt+端通过R4电阻与芯片U1的VIN+端口连接，通过R2电阻连接芯片U1的V+端口；芯片U1的VREF端口与浮地参考电路的2.5V输出端连接，OUT端口通过R6电阻与P
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MOS管Q1的源极，Q1的漏极通过电阻R7接地且通过R8电阻连接运放U3A的输入正端；U3A的输入负端通过并联电阻R9和电容C12来连接U3A的输出端，U3A的输出端通过低通滤波电路R10和C10输出至DSP的AD采样信号；Floal_Ref信号输入端连接芯片U1的GND端口、通过R5连接ROS端口和P
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MOS管Q1的栅极；所述芯片U1的VIN+端口与VIN
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端口之间设有C6滤波电容；
[0007]所述浮地参考电路包括降压BUK变换芯片U4、反馈调节电路R14、R11和Q2、分压电阻R12和R15以及稳压管U2；变换芯片U4的VDD端口连接+5V，HVIN端口通过R12电阻输出U_shunt+信号输出端，DRAIN端口通过L1电感连接Floal_Ref信号输出端；R15电阻与稳压管U2
负端串联后并联于U_shunt+信号端和Floal_Ref信号端，稳压管U2负端为浮地参考电路的2.5V端；R14电阻通过Q2集电极和基极并联于U_shunt+信号端和Floal_Ref信号端，Q2射极与变换芯片U4的FB端口连接且通过R11电阻接地构成变换芯片U4反馈调节电路。
[0008]所述芯片U1的VREF端口通过两个并联的电容C7和C8与Floal_Ref信号输入端连接。
[0009]所述R2电阻两端分别设有两组并联的滤波电容，其中在U_shunt+端与Floal_Ref信号之间并联电容C2和C3，芯片U1的V+端口与Floal_Ref信号端并联电容C4和C5。
[0010]所述U_shunt+端与R1电阻之间对地设有C1滤波电容。
[0011]所述运放U3A的输入正端对地设有C9滤波电容，电源对地设有C11滤波电容。
[0012]所述变换芯片U4的DRAIN端口与U_shunt+端设有D1二极管。
[0013]所述U_shunt+端与Floal_Ref信号之间设有R13电阻。
[0014]所述变换芯片U4的VDD端口对地设有C13滤波电容。
[0015]一种采用所述基于分流器的航空配电线路双向电流采样电路对270V高压馈线双向电流的检测方法，其特征在于：V
o
＝1.65
±
16*V
shunt
，馈线电流为：其中，V
shunt
为分流器R1两端电压，馈电电流为：
[0016]有益效果
[0017]本专利技术提出的一种基于分流器的航空配电线路双向电流采样电路及检测方法，包括基于分流器的电流检测电路和外部参考电压的浮地参考电路，其中浮地参考电路的2.5V输出端、Floal_Ref信号输出端以及U_shunt+输出端与电流检测电路相应的输入端口连接。本专利技术针对航空270V高压直流线路，提出了基于分流器应用浮地参考进行馈线直流电流的采样方法，能够极大降低调理电路对共模输入电压的限制。同时能够检测馈线上的双向电流，并可应用于小信号、高共模电压调理处理的场合，具有结构简单、采样精度高、可靠性高、抗干扰能力强等优点，方便与产品结构进行集成化设计，从而实现产品的模块化、小型化。
附图说明
[0018]图1为基于分流器的电流检测电路；
[0019]图2为通过U4(UCC28880DR)降压BUK变换芯片产生比270V馈线电压低30V的浮地参考。
具体实施方式
[0020]现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0021]本专利技术提出的基于分流器的270V高压馈线双向直流电流的检测方案，其原理见图1、图2。
[0022]图1为基于分流器的电流检测电路，图2通过U4(UCC28880DR)降压BUK变换芯片产生比270V馈线电压低30V的浮地参考；其中浮地参考电路的2.5V输出端、Floal_Ref信号输出端以及U_shunt+输出端与电流检测电路相应的输入端口连接。
[0023]所述基于分流器的电流检测电路包括分流器电阻R1(0.25mΩ)、差分低通滤波电路R3(22mΩ)、R4(22mΩ)和C6(0.01μF)、电流监控芯片U1、P
‑
MOS管Q1、电阻R7(16kΩ)、R6(4.99kΩ)、R8(0mΩ)和R9(16kΩ)、运放U3A、低通滤波电路R10(38.3mΩ)和C10(0.1μF)；分流器电阻R1串联在U_shunt+端与U_shunt
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端，U_shunt
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端通过R3电阻与电流监控芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分流器的航空配电线路双向电流采样电路，其特征在于包括基于分流器的电流检测电路和外部参考电压的浮地参考电路，其中浮地参考电路的2.5V输出端、Floal_Ref信号输出端以及U_shunt+输出端与电流检测电路相应的输入端口连接；所述基于分流器的电流检测电路包括分流器电阻R1、差分低通滤波电路R3、R4和C6、电流监控芯片U1、P
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MOS管Q1、电阻R7、R6、R8和R9、运放U3A、低通滤波电路R10和C10；分流器电阻R1串联在U_shunt+端与U_shunt
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端，U_shunt
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端通过R3电阻与电流监控芯片U1的VIN
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端口连接；U_shunt+端通过R4电阻与芯片U1的VIN+端口连接，通过R2电阻连接芯片U1的V+端口；芯片U1的VREF端口与浮地参考电路的2.5V输出端连接，OUT端口通过R6电阻与P
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MOS管Q1的源极，Q1的漏极通过电阻R7接地且通过R8电阻连接运放U3A的输入正端；U3A的输入负端通过并联电阻R9和电容C12来连接U3A的输出端，U3A的输出端通过低通滤波电路R10和C10输出至DSP的AD采样信号；Floal_Ref信号输入端连接芯片U1的GND端口、通过R5连接ROS端口和P
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MOS管Q1的栅极；所述芯片U1的VIN+端口与VIN
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端口之间设有C6滤波电容；所述浮地参考电路包括降压BUK变换芯片U4、反馈调节电路R14、R11和Q2、分压电阻R12和R15以及稳压管U2；变换芯片U4的VDD端口连接+5V，HVIN端口通过R12电阻输出U_shunt+信号输出端，DRAIN端口通过L1电感连接Floal_Ref信号输出端；R15电阻与稳压管U2负端串联后并联于U_shunt+信号端和Floal_Ref信号端，稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂芳，张迪，王睿，
申请(专利权)人：陕西航空电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：