本實(shí)用新型涉及電流測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路。

背景技術(shù)：

分流器是測(cè)量直流電流用的，根據(jù)直流電流通過阻值很小的電阻時(shí)在電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理制成。在實(shí)際通信電源中，當(dāng)要測(cè)量一個(gè)很大的充、放電流值時(shí)，單如果沒有大量程的電流表測(cè)量其電流，則分流器就可以產(chǎn)生作用了。分流器的兩端產(chǎn)生毫伏級(jí)直流電壓信號(hào)，使并接在該分流器兩端的通信電源監(jiān)控測(cè)量電壓值，分流器的電阻是定值，通過計(jì)算得到實(shí)際測(cè)量的電流值，并在監(jiān)控顯示界面上顯示電流值。

傳統(tǒng)通信電源監(jiān)控在測(cè)量蓄電池充、放電電流都面臨著以下缺陷：1、由于運(yùn)放精度問題，蓄電池在充電電流與放電電流的零點(diǎn)附近，會(huì)產(chǎn)生極大的誤差，通信電源監(jiān)控甚至無(wú)法準(zhǔn)確判斷通信電源系統(tǒng)充放電狀態(tài)；2、由于通信電源要直接面對(duì)自然界惡劣的雷擊浪涌干擾，所以通信電源監(jiān)控上的蓄電池電流測(cè)量電路需要隔離保護(hù)，但是傳統(tǒng)的蓄電池電流測(cè)量電路并未采取隔離保護(hù)；3、傳統(tǒng)的蓄電池電流測(cè)量電路的采樣精度與線性度不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種能提高蓄電池電流測(cè)量電路的安全性、采樣精度和線性度的基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路，包括依次連接的分流器、前級(jí)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)隔離保護(hù)電路，所述前級(jí)放大電路包括運(yùn)算放大電路和電壓跟隨電路，所述運(yùn)算放大電路包括第八十三電阻、第八十四電阻、第八十六電阻、第九十電阻、第九十一電阻、第一百電阻、第十電感、第十一電感、第八十七電容、第九十一電容、第九十九電容、第一百電容和運(yùn)算放大器，所述電壓跟隨電路包括電壓跟隨器、第一百零三電阻、第一百零六電阻、第一百一十電阻和第一百零七電容；

所述分流器的第一引腳分別與所述第九十電阻的一端和第十電感的一端連接，所述分流器的第二引腳分別與所述第九十電阻的另一端和第十一電感的一端連接，所述第十電感的另一端分別與所述第九十九電容的一端和第八十四電阻的一端連接，所述第十一電感的另一端分別與所述第一百電容的一端和第九十一電阻的一端連接，所述第九十九電容的另一端和第一百電容的另一端均接地，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端分別與所述第八十四電阻的另一端、第八十三電阻的一端和第八十七電容的一端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端分別與所述第八十三電阻的另一端、第八十七電容的另一端和第八十六電阻的一端連接，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端分別與所述第九十一電阻的另一端、第九十一電容的一端和第一百電阻的一端連接，所述第九十一電容的另一端和第一百電阻的另一端連接，所述運(yùn)算放大器的接地引腳接地，所述運(yùn)算放大器的電源引腳連接第一供電電源；

所述電壓跟隨器的同向輸入端通過所述第一百一十電阻分別與所述第一百零七電容的一端、第一百零三電阻的一端和第一百零六電阻的一端連接，所述第一百零七電容的另一端和第一百零三電阻的另一端均接地，所述第一百零六電阻的另一端連接所述第一供電電源，所述電壓跟隨器的反相輸入端與其輸出端連接，所述電壓跟隨器的輸出端與所述第九十一電容的另一端連接，所述電壓跟隨器的接地引腳接地，所述電壓跟隨器的電源引腳連接所述第一供電電源。

在本實(shí)用新型所述的基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路中，所述A/D轉(zhuǎn)換電路包括第九十四電容、A/D轉(zhuǎn)換芯片、第七十五電容和第九十六電容，所述第九十四電容的一端與所述第八十六電阻的另一端連接，所述第九十四電容的另一端與所述電壓跟隨器的輸出端連接，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片的第一引腳與所述第九十四電容的一端連接，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片的第六引腳與所述第九十四電容的另一端連接，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片的第二引腳接地，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片的第三引腳和第四引腳均與所述信號(hào)隔離保護(hù)電路連接，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片的第五引腳分別與所述第九十六電容的一端、第七十五電容的一端和第一供電電源連接，所述第九十六電容的另一端和第七十五電容的另一端均接地。

在本實(shí)用新型所述的基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路中，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片為18位A/D轉(zhuǎn)換芯片。

在本實(shí)用新型所述的基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路中，所述信號(hào)隔離保護(hù)電路包括第九十四電阻、第一百零四電阻、磁藕隔離芯片、第一百零五電阻和第一百零七電阻，所述第九十四電阻的一端和第一百零四電阻的一端均連接所述第一供電電源，所述第九十四電阻的另一端分別與所述A/D轉(zhuǎn)換芯片的第四引腳和磁藕隔離芯片的第七引腳連接，所述第一百零四電阻的另一端分別與所述A/D轉(zhuǎn)換芯片的第三引腳和磁藕隔離芯片的第六引腳連接，所述磁藕隔離芯片的第一引腳連接第二供電電源，所述磁藕隔離芯片的第二引腳與所述第一百零五電阻的一端連接，所述磁藕隔離芯片的第三引腳與所述第一百零七電阻的一端連接，所述第一百零五電阻的另一端和第一百零七電阻的另一端均連接所述第二供電電源，所述磁藕隔離芯片的第四引腳和第五引腳均接地，所述磁藕隔離芯片的第八引腳連接所述第一供電電源。

實(shí)施本實(shí)用新型的基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路，具有以下有益效果：由于包括依次連接的分流器、前級(jí)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)隔離保護(hù)電路，前級(jí)放大電路包括運(yùn)算放大電路和電壓跟隨電路，運(yùn)算放大電路包括運(yùn)算放大器，電壓跟隨電路包括電壓跟隨器，蓄電池充放電電流流過分流器產(chǎn)生電壓信號(hào)，通過分流器進(jìn)入前級(jí)放大電路，經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆糯箅妷盒盘?hào)，由A/D轉(zhuǎn)換電路將已經(jīng)放大的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)傳送到信號(hào)隔離保護(hù)電路，然后通過I2C方式將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，電壓跟隨器能將通過前級(jí)放大電路放大的正負(fù)電壓信號(hào)抬升為對(duì)地的正電壓信號(hào)，這樣A/D轉(zhuǎn)換電路直接讀取正電壓信號(hào)，在一定程度上能消除正負(fù)電壓在零點(diǎn)附近的讀取誤差，所以能提高蓄電池電流測(cè)量電路的安全性、采樣精度和線性度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為所述實(shí)施例中前級(jí)放大電路的電路原理圖；

圖3為所述實(shí)施例中A/D轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)隔離保護(hù)電路的電路原理圖；

圖4為所述實(shí)施例中電池電流精度測(cè)量表。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路實(shí)施例中，該基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路包括依次連接的分流器LK5、前級(jí)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)隔離保護(hù)電路。

圖2為實(shí)施例中前級(jí)放大電路的電路原理圖，圖2中，前級(jí)放大電路包括運(yùn)算放大電路和電壓跟隨電路，運(yùn)算放大電路包括第八十三電阻R83、第八十四電阻R84、第八十六電阻R86、第九十電阻R90、第九十一電阻R91、第一百電阻R100、第十電感L10、第十一電感L11、第八十七電容C87、第九十一電容C91、第九十九電容C99、第一百電容C100和運(yùn)算放大器U20A，電壓跟隨電路包括電壓跟隨器U24、第一百零三電阻R103、第一百零六電阻R106、第一百一十電阻R110和第一百零七電容C107。

分流器LK5的第一引腳分別與第九十電阻R90的一端和第十電感L10的一端連接，分流器LK5的第二引腳分別與第九十電阻R90的另一端和第十一電感L11的一端連接，第十電感L10的另一端分別與第九十九電容C99的一端和第八十四電阻R84的一端連接，第十一電感L11的另一端分別與第一百電容C100的一端和第九十一電阻R91的一端連接，第九十九電容C99的另一端和第一百電容C100的另一端均接地，運(yùn)算放大器U20A的反相輸入端分別與第八十四電阻R84的另一端、第八十三電阻R83的一端和第八十七電容C87的一端連接，運(yùn)算放大器U24A的輸出端分別與第八十三電阻R83的另一端、第八十七電容C87的另一端和第八十六電阻R86的一端連接，運(yùn)算放大器U24A的同相輸入端分別與第九十一電阻R91的另一端、第九十一電容C91的一端和第一百電阻R100的一端連接，第九十一電容C91的另一端和第一百電阻R100的另一端連接，運(yùn)算放大器U24A的接地引腳接地VAD，運(yùn)算放大器U24A的電源引腳連接第一供電電源VAD。

電壓跟隨器U24的同向輸入端通過第一百一十電阻R110分別與第一百零七電容C107的一端、第一百零三電阻R103的一端和第一百零六電阻R106的一端連接，第一百零七電容C107的另一端和第一百零三電阻R103的另一端均接地GAD，第一百零六電阻R106的另一端連接第一供電電源VAD，電壓跟隨器U24的反相輸入端與其輸出端連接，電壓跟隨器U24的輸出端與第九十一電容C91的另一端連接，電壓跟隨器U24的接地引腳接地GAD，電壓跟隨器U24的電源引腳連接第一供電電源VAD。

蓄電池充放電電流流過分流器LK15產(chǎn)生±75mV電壓信號(hào)，通過分流器LK15進(jìn)入前級(jí)放大電路，前級(jí)放大電路對(duì)±75mV電壓信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)放大，然后通過A/D轉(zhuǎn)換電路將已經(jīng)放大的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由信號(hào)隔離保護(hù)電路將數(shù)字信號(hào)經(jīng)過隔離保護(hù)后，通過I2C方式將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。

電壓跟隨器U24能將通過前級(jí)放大電路放大的正負(fù)電壓信號(hào)抬升為對(duì)地的正電壓信號(hào)，這樣A/D轉(zhuǎn)換電路直接讀取正電壓信號(hào)，在一定程度上能消除正負(fù)電壓在零點(diǎn)附近的讀取誤差，所以能提高蓄電池電流測(cè)量電路的安全性、采樣精度和線性度。

圖3為本實(shí)施例中A/D轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)隔離保護(hù)電路的電路原理圖。圖3中，A/D轉(zhuǎn)換電路包括第九十四電容C94、A/D轉(zhuǎn)換芯片U18、第七十五電容C75和第九十六電容C96，第九十四電容C94的一端與第八十六電阻R86的另一端連接，第九十四電容C94的另一端與電壓跟隨器U24的輸出端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U18的第一引腳與第九十四電容C94的一端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U18的第六引腳與第九十四電容C94的另一端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U18的第二引腳接地，A/D轉(zhuǎn)換芯片U18的第三引腳和第四引腳均與信號(hào)隔離保護(hù)電路連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U18的第五引腳分別與第九十六電容C96的一端、第七十五電容C75的一端和第一供電電源VAD連接，第九十六電容C96的另一端和第七十五電容C75的另一端均接地。本實(shí)施例中，上述A/D轉(zhuǎn)換芯片U18為18位A/D轉(zhuǎn)換芯片。

本實(shí)施例中，電壓跟隨電路其實(shí)就是一個(gè)VAD/2的電壓跟隨器，電壓跟隨器U24將VAD/2輸出給A/D轉(zhuǎn)換芯片U18的第六引腳，能將通過前級(jí)放大電路放大的正負(fù)電壓信號(hào)抬升為對(duì)地GAD的正電壓信號(hào)，這樣A/D轉(zhuǎn)換芯片U18直接讀取正電壓信號(hào)，在一定程度上消除了正負(fù)電壓在零點(diǎn)附近的讀取誤差。

本實(shí)施例中，信號(hào)隔離保護(hù)電路包括第九十四電阻R94、第一百零四電阻R104、磁藕隔離芯片U25、第一百零五電阻R105和第一百零七電阻R107，第九十四電阻R94的一端和第一百零四電阻R104的一端均連接第一供電電源VAD，第九十四電阻R94的另一端分別與A/D轉(zhuǎn)換芯片U18的第四引腳和磁藕隔離芯片的第七引腳連接，第一百零四電阻的另一端分別與A/D轉(zhuǎn)換芯片的第三引腳和磁藕隔離芯片U25的第六引腳連接，磁藕隔離芯片U25的第一引腳連接第二供電電源VCC33，磁藕隔離芯片U25的第二引腳與第一百零五電阻R105的一端連接，磁藕隔離芯片U25的第三引腳與第一百零七電阻R107的一端連接，第一百零五電阻R105的另一端和第一百零七電阻R107的另一端均連接第二供電電源VCC33，磁藕隔離芯片U25的第四引腳和第五引腳均接地GAD，磁藕隔離芯片U25的第八引腳連接第一供電電源VAD。

設(shè)將從分流器LK15進(jìn)來(lái)的±75mV范圍的電壓信號(hào)為X，按照公式Vo＝-(X/0.05)+2.5進(jìn)行放大，電壓信號(hào)Vo經(jīng)過由A/D轉(zhuǎn)換芯片U18轉(zhuǎn)換為18位數(shù)字信號(hào)。18位數(shù)字信號(hào)從A/D轉(zhuǎn)換芯片U18的第四引腳和第四引腳進(jìn)入信號(hào)隔離保護(hù)電路，18位數(shù)字信號(hào)由磁藕隔離芯片U25的第二引腳和第三引腳通過I2C方式將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。

圖4為本實(shí)施例中電池電流精度測(cè)量表通過對(duì)電池電流精度進(jìn)行測(cè)量，最終得到試驗(yàn)精度≤1％，精度較高。

總之，由于采用分流器LK5、前級(jí)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)隔離保護(hù)電路，使得該基于分流器的隔離型蓄電池電流測(cè)量電路的安全性、采樣精度和線性度較高。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。