本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及一種電流檢測電路及裝置。

背景技術：

目前，變電站、通訊基站及電廠等場所都采用直流電源作為其后備電源，而該直流后備電源使用了大量的饋線回路；而光伏電站則使用了大量的光伏電池，同樣存在大量的支路。如果系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣問題，對系統(tǒng)的危害相當大，又或是交流竄入到了直流系統(tǒng)，則容易引起保護系統(tǒng)的誤動作。因此，電流檢測裝置在變電站、通訊基站、光伏電站及電廠等場所就顯得尤為重要。

現(xiàn)有技術中，通過絕緣監(jiān)測裝置來檢測系統(tǒng)的絕緣問題，但對于一個龐大的系統(tǒng)來說，要找到故障點是比較困難的。目前，通常是配合絕緣監(jiān)測裝置，在每條支路上加裝一個電流互感器以對電流信號進行感應檢測。現(xiàn)有的互感器有兩種，一種是交流互感器，一種是直流互感器，而裝有交流互感器的電流檢測裝置，在檢測電流信號時，要對系統(tǒng)母線注入一低頻交流信號(根據新的行規(guī)要求，這種方式已不被采用)；而裝有直流互感器的裝置，雖不用注入交流信號，但是直流互感器不能對竄入的交流信號進行檢測。并且，現(xiàn)有技術中裝有直流互感器的電流檢測裝置大多為電壓輸出，且精度不高，對于1mA及1mA以下的小電流，反應不靈敏；或是在絕緣電阻較大時，根本就檢測不到信號；同時，現(xiàn)有技術中的該電流檢測裝置還存在零點漂移的缺陷，容易出現(xiàn)誤報情況。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種成本低、檢測精度高且既能檢測交流小電流又能檢測直流小電流的電流檢測電路。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種電流檢測電路，所述電流檢測電路包括用于對被測電流信號進行感應檢測的互感線圈和用于對所述互感線圈感應到的交流電流信號進行檢測輸出的交流檢測電路單元；所述交流檢測電路單元包括用于對感應到的所述交流電流信號進行放大處理的電流放大器、用于為所述交流檢測電路單元提供直流參考電壓和為所述電流放大器提供參考電壓的第一參考電壓輸入端、用于隔離直流信號的電容以及交流檢測輸出端；其中，

所述互感線圈的第一端與所述電容的第一端連接，所述互感線圈的第二端與所述第一參考電壓輸入端連接；所述電容的第二端與所述電流放大器的同向輸入端連接；所述電流放大器的反向輸入端與所述第一參考電壓輸入端連接；所述電流放大器的輸出端與所述交流檢測輸出端連接。

優(yōu)選地，所述電流放大器包括第一電阻和運算放大器；其中，

所述運算放大器的同相輸入端與所述電容的第二端連接，所述運算放大器的反相輸入端與所述第一參考電壓輸入端連接，所述運算放大器的輸出端與所述交流檢測輸出端連接；所述第一電阻的第一端與所述運算放大器的同相輸入端連接，所述第一電阻的第二端與所述運算放大器的輸出端連接。

優(yōu)選地，所述電流檢測電路還包括用于對所述互感線圈感應到的直流電流信號進行檢測輸出的直流檢測電路單元以及用于對所述直流檢測電路單元及所述交流檢測電路單元進行切換選擇的第一模擬開關；所述第一模擬開關包括第一模擬電子開關、第二模擬電子開關、第三模擬電子開關及第四模擬電子開關；其中，

所述第一模擬電子開關的第一端及所述第三模擬電子開關的第一端均與所述互感線圈的第一端連接，所述第二模擬電子開關的第一端及第四模擬電子開關的第一端均與所述互感線圈的第二端連接，所述第一模擬電子開關的第二端與所述電容的第一端連接，所述第二模擬電子開關的第二端與所述運算放大器的反相輸入端連接；所述第三模擬電子開關的第二端及所述第四模擬電子開關的第二端均與所述直流檢測電路單元連接；所述第一模擬電子開關的控制端、第二模擬電子開關的控制端、第三模擬電子開關的控制端及第四模擬電子開關的控制端均與外部MCU連接。

優(yōu)選地，所述直流檢測電路單元包括工作電壓輸入端、直流檢測輸出端、電壓比較器、第二電阻、用于對所述互感線圈兩端的正極和負極進行切換選擇的第二模擬開關、以及用于為所述電壓比較器提供參考電壓的第二參考電壓輸入端；所述第二模擬開關包括第五模擬電子開關、第六模擬電子開關、第七模擬電子開關及第八模擬電子開關；其中，

第五模擬電子開關的第一端及所述第六模擬電子開關的第一端均與所述第三模擬電子開關的第二端連接，第七模擬電子開關的第一端及所述第八模擬電子開關的第一端均與所述第四模擬電子開關的第二端連接；所述第五模擬電子開關的第二端及所述第八模擬電子開關的第二端均與所述第二電阻的第一端連接，所述第二電阻的第二端接地，所述第二電阻的第一端還與所述電壓比較器的同相輸入端連接；所述第六模擬電子開關的第二端及所述第七模擬電子開關的第二端均與所述工作電壓輸入端連接；所述電壓比較器的反相輸入端與所述第二參考電壓輸入端連接，所述電壓比較器的輸出端與所述直流檢測輸出端連接；所述第五模擬電子開關的控制端、第六模擬電子開關的控制端、第七模擬電子開關的控制端及第八模擬電子開關的控制端均與所述MCU連接。

優(yōu)選地，所述工作電壓輸入端的電壓為10V。

優(yōu)選地，所述第一參考電壓輸入端的電壓及所述第二參考電壓輸入端的電壓均由電池提供。

優(yōu)選地，所述被測電流信號為1uA至1A的交流電流或直流電流。

此外，為實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提供一種電流檢測裝置，所述電流檢測裝置包括如上所述的電流檢測電路。

本實用新型提供一種電流檢測電路，該電流檢測電路包括用于對被測電流信號進行感應檢測的互感線圈和用于對所述互感線圈感應到的交流電流信號進行檢測輸出的交流檢測電路單元；所述交流檢測電路單元包括用于對感應到的所述交流電流信號進行放大處理的電流放大器、用于為所述交流檢測電路單元提供直流參考電壓和為所述電流放大器提供參考電壓的第一參考電壓輸入端、用于隔離直流信號的電容以及交流檢測輸出端；所述互感線圈的第一端與所述電容的第一端連接，所述互感線圈的第二端與所述第一參考電壓輸入端連接；所述電容的第二端與所述電流放大器的同向輸入端連接；所述電流放大器的反向輸入端與所述第一參考電壓輸入端連接；所述電流放大器的輸出端與所述交流檢測輸出端連接。本實用新型電流檢測電路既能檢測交流小電流又能檢測直流小電流；并且，本實用新型電流檢測電路還具有成本低及檢測精度高的優(yōu)點；同時，本實用新型電流檢測電路還具有電路結構簡單及易實現(xiàn)的優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型電流檢測電路第一實施例的電路結構示意圖；

圖2為本實用新型電流檢測電路第二實施例的電路結構示意圖。

本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

需要說明，在本實用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現(xiàn)為基礎，當技術方案的結合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本實用新型要求的保護范圍之內。

本實用新型提供一種電流檢測電路，參照圖1，圖1為本實用新型電流檢測電路第一實施例的電路結構示意圖。在本實施例中，該電流檢測電路包括互感線圈L和交流檢測電路單元100。

具體地，所述互感線圈L，用于對被測電流信號I(即被測導體上流過的電流)進行感應檢測。其中，被測電流信號I包括交流電流信號和直流電流信號；

所述交流檢測電路單元100，用于對所述互感線圈L感應到的交流電流信號進行檢測輸出。

其中，在本實施例中，所述交流檢測電路單元100包括電流放大器101、第一參考電壓輸入端BATT1、電容C1及交流檢測輸出端102。

具體地，所述電流放大器101，用于對所述互感線圈L感應到的交流電流信號進行放大處理，并將電流信號轉換為電壓信號，用于外部MCU(圖未示)對其進行AD采樣。

所述第一參考電壓輸入端BATT1，用于為所述交流檢測電路單元100提供直流參考電壓和為所述電流放大器101提供參考電壓；

所述電容C1，用于隔離直流信號；

所述交流檢測輸出端，用于對所述交流檢測電路單元100所檢測到的交流電流信號進行輸出，供所述MCU(圖未示)采樣。

在本實施例電流檢測電路中，所述互感線圈L的第一端a與所述電容C1的第一端連接，所述互感線圈L的第二端與所述第一參考電壓輸入端BATT1連接；所述電容C1的第二端與所述電流放大器101的同向輸入端連接；所述電流放大器101的反向輸入端與所述第一參考電壓輸入端BATT1連接；所述電流放大器101的輸出端與所述交流檢測輸出端102連接；所述交流檢測輸出端102與所述MCU(圖未示)的采樣端連接，所述MCU對經所述電流放大器101放大處理后的交流信號進行高速采樣，再經過一系列的算法運算，最終計算出所述互感線圈L所感應到的交流電流信號相對應的電流值。

所述電流放大器101包括第一電阻R1和運算放大器OP1。具體地，所述運算放大器OP1的同相輸入端“+”與所述電容C1的第二端連接，所述運算放大器OP1的反相輸入端“-”與所述第一參考電壓輸入端BATT1連接，所述運算放大器OP1的輸出端與所述交流檢測輸出端102連接；所述第一電阻R1的第一端與所述運算放大器OP1的同相輸入端“+”連接，所述第一電阻R1的第二端與所述運算放大器OP1的輸出端連接。

本實施例電流檢測電路能夠對交流小電流信號進行檢測，并且，本實施例電流檢測電路具有成本低及檢測精度高的優(yōu)點。

進一步地，參照圖2，基于本實用新型電流檢測電路上述第一實施例，在本實用新型電流檢測電路第二實施例中，上述電流檢測電路還包括直流檢測電路單元200和第一模擬開關300。

其中，所述直流檢測電路單元200，用于對所述互感線圈L感應到的直流電流信號進行檢測輸出；

所述第一模擬開關300，用于對所述直流檢測電路單元200及所述交流檢測電路單元100進行切換選擇。例如，本實施例電流檢測電路在測量交流電流信號時，將所述互感線圈L切換到與所述交流檢測電路單元100連接，通過所述交流檢測電路單元100配合所述互感線圈L實現(xiàn)對被測導體流過的交流電流信號進行檢測；本實施例電流檢測電路在檢測直流電流信號時，將所述互感線圈L切換到與所述直流檢測電路單元200連接，通過所述直流檢測電路單元200配合所述互感線圈L實現(xiàn)對被測導體流過的直流電流信號的檢測。

具體地，本實施例中，所述第一模擬開關300包括第一模擬電子開關K1、第二模擬電子開關K2、第三模擬電子開關K3及第四模擬電子開關K4。其中，所述第一模擬電子開關K1的第一端及所述第三模擬電子開關K3的第一端均與所述互感線圈L的第一端連接，所述第二模擬電子開關K2的第一端及第四模擬電子開關K4的第一端均與所述互感線圈L的第二端連接，所述第一模擬電子開關K1的第二端與所述電容C1的第一端連接，所述第二模擬電子開關K2的第二端與所述運算放大器OP1的反相輸入端“-”連接；所述第三模擬電子開關K3的第二端及所述第四模擬電子開關K4的第二端均與所述直流檢測電路單元200連接；所述第一模擬電子開關K1的控制端、第二模擬電子開關K2的控制端、第三模擬電子開關K3的控制端及第四模擬電子開關K4的控制端均與外部所述MCU(圖未示)的控制信號輸出端連接，即所述第一模擬電子開關K1、第二模擬電子開關K2、第三模擬電子開關K3及第四模擬電子開關K4的斷開和閉合狀態(tài)均由所述MCU(圖未示)控制。本實施例中，當所述第一模擬電子開關K1和第二模擬電子開關K2閉合時，本實施例電流檢測電路執(zhí)行交流電流信號的檢測功能；當所述第三模擬電子開關K3和第四模擬電子開關K4閉合時，本實施例電流檢測電路執(zhí)行直流電流信號的檢測功能。

本實施例電流檢測電路中，所述直流檢測電路單元200包括工作電壓輸入端VCC、第二模擬開關201、電壓比較器U1、第二電阻R2、第二參考電壓輸入端BATT2和直流檢測輸出端202。

其中，所述工作電壓輸入端VCC，用于提供工作電壓；

所述第二模擬開關201，用于對所述互感線圈L兩端的正極和負極進行切換選擇；

所述電壓比較器U1，用于對所述互感線圈L的充放電時間進行測量；

所述第二參考電壓輸入端BATT2，用于為所述電壓比較器U1提供參考電壓；

所述直流檢測輸出端202，用于對所述直流檢測電路單元200所檢測的直流電流信號進行輸出，以供所述MCU采樣，由所述MCU對所述直流檢測電路單元200所檢測的直流電流信號的信號大小(即電流值)進行計算。

具體地，在本實施例中，所述第二模擬開關201包括第五模擬電子開關K5、第六模擬電子開關K6、第七模擬電子開關K7及第八模擬電子開關K8。其中，第五模擬電子開關K5的第一端及所述第六模擬電子開關K6的第一端均與所述第三模擬電子開關K3的第二端連接，第七模擬電子開關K7的第一端及所述第八模擬電子開關K8的第一端均與所述第四模擬電子開關K4的第二端連接；所述第五模擬電子開關K5的第二端及所述第八模擬電子開關K8的第二端均與所述第二電阻R2的第一端連接，所述第二電阻R2的第二端接地，所述第二電阻R2的第一端還與所述電壓比較器U1的同相輸入端“+”連接；所述第六模擬電子開關K6的第二端及所述第七模擬電子開關K7的第二端均與所述工作電壓輸入端VCC連接；所述電壓比較器U1的反相輸入端“-”與所述第二參考電壓輸入端BATT2連接，所述電壓比較器U1的輸出端與所述直流檢測輸出端202連接；所述第五模擬電子開關K5的控制端、第六模擬電子開關K6的控制端、第七模擬電子開關K7的控制端及第八模擬電子開關K8的控制端均與所述MCU連接，即所述第五模擬電子開關K5、第六模擬電子開關K6、第七模擬電子開關K7及第八模擬電子開關K8的斷開和閉合狀態(tài)由所述MCU(圖未示)控制。

在本實施例中，用戶可以根據不同需求，對所述工作電壓輸入端的電壓、所述第一參考電壓輸入端BATT1的電壓以及所述第二參考電壓輸入端BATT2的電壓進行設置，本實施例中，所述工作電壓輸入端的電壓為10V。所述第一參考電壓輸入端BATT1的電壓及所述第二參考電壓輸入端BATT2的電壓均由電池提供。

本實施例電流檢測電路既可以對交流小電流信號進行檢測，也可以對直流小電流信號進行檢測。本實施例電流檢測電路在對交流電流信號進行檢測時，所述交流檢測輸出端102與所述MCU(圖未示)的采樣端連接，所述MCU對經所述電流放大器101放大處理后的交流信號進行高速采樣，再經過一系列的算法運算，最終計算出相對應的交流電流值；本實施例電流檢測電路在對直流電流信號進行檢測，所述電壓比較器U1的輸出端與所述直流檢測輸出端202連接，所述電壓比較器U1的輸出端所輸出的脈寬信號輸出至所述MCU的時間捕獲器，經所述MCU的時間控制器精確測量脈寬，從而計算出相對應的直流電流值。

另外，需要說明的是，采用本實施例電流檢測電路的電流檢測裝置，由于所使用的器件存在雜散性，因此，每個電流檢測裝置都需要進行出廠校正，校正值可以存儲在裝置所嵌入的MCU的EEPROM存儲器中，并可以永久保存；嵌入的MCU可以本地實時地對所有模擬量進行采集，然后使用數(shù)據通訊的方式進行傳輸，大大減小了信號受干擾的可能性，從而提高了檢測精度。并且，在實際應用中，采用了本實施例電流檢測電路的電流檢測裝置，可以給每個裝置配一個ID號和一個編碼號，每個裝置分別對應一個ID號，且ID號不可更改，編碼運行時，可以通過軟件編程修改裝置的ID號，數(shù)據通訊時，可以通過ID號識別裝置，也可以通過編碼號識別裝置。同時，采用本實施例電流檢測電路的電流檢測裝置，可以多個并聯(lián)使用，對電流信號的檢測及采樣可以同時進行，裝置的并聯(lián)個數(shù)不受限制，接線簡單。

本實施例電流檢測電路相對于傳統(tǒng)的采用直流互感器的檢測電路，在對直流饋線回路的漏電流進行檢測時，對電流的檢測精度可以提高1～2個數(shù)量級。并且，本實施例電流檢測電路由于使用單電源供電，并且所述直流檢測電路單元200不使用運算放大器，從而從原理上杜絕了因正負電源不對稱和運放特性而引起的零點漂移問題，進而大大提高了檢測精度；而普統(tǒng)的傳統(tǒng)直流互感器的零點由于電源的不對稱和電路采用了運算放大器等原因，零點都會漂移，從而嚴重影響了檢測精度；同時，本實施例電流檢測電路還可以測量交流小電流，而傳統(tǒng)的直流小電流檢測電路是不能測量交流小電流的，要實現(xiàn)相同的功能就必須配置兩個互感器，從而存在成本高和占用空間大的缺點，而本實施例電流檢測電路既可以對交流小電流信號進行檢測，也可以對直流小電流信號進行檢測，具體地，本實施例電流檢測電路既可以對1uA至1A的交流電流信號進行檢測，又可以對1uA至1A的直流電流信號進行檢測；并且，本實施例電流檢測電路還具有成本低及占用空間小的優(yōu)點；同時，本實用新型電流檢測電路還具有電路結構簡單及易實現(xiàn)的優(yōu)點。

本實用新型還提供一種電流檢測裝置，該電流檢測裝置包括電流檢測電路，該電流檢測電路的結構可參照上述實施例，在此不再贅述。理所應當?shù)?，由于本實施例的電流檢測裝置采用了上述電流檢測電路的技術方案，因此該電流檢測裝置具有上述電流檢測電路所有的有益效果。

以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。