專利名稱：電流反饋型傳感器單電源解決方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源解決方法，尤其涉及一種針對電流反饋型傳感器的單電源供電結(jié)構(gòu)及其解決方案。
背景技術(shù)：
目前，隨著社會對新能源的需求日趨高漲，同時環(huán)保節(jié)能的要求也越來越嚴(yán)格，電機(jī)的變頻控制需求日益的高漲。在變頻控制中，為了達(dá)到比較好的控制效果，對電流，電壓等物理量的檢測要求也逐漸提高。對電流和電壓的檢測方法，是利用霍爾閉環(huán)傳感器，為了有高的測量精度，高的抗干擾能力，這種傳感器輸出的是電流信號，需要外部添加一測量電阻，測量電阻的一端連接于傳感器的輸出端，另一端連接于傳感器的參考地端，而傳感器本身需要正負(fù)雙電源供電。傳統(tǒng)的做法是通過隔離電源模塊，來給傳感器提供一個±12V_±18V的雙電源，然后將這個雙電源的地作為測量參考地。這種傳統(tǒng)的做法一是成本比較高，二是這樣的轉(zhuǎn)化效率比較低，三是占用的空間體積比較大，如果在實(shí)用環(huán)境要求控制器體積小的場合，尤其是電動汽車上，會給其它結(jié)構(gòu)占用的空間帶來很大壓力。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述技術(shù)方案的不足，本專利提供了一種電流反饋型傳感器單電源解決方案。本專利通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)—種電流反饋型傳感器單電源解決方案，包括蓄電池、降壓模塊、電源中點(diǎn)提取電路、高邊控制模塊、低邊控制模塊、電流輸出調(diào)理電路、電流吸收調(diào)理電路。所述蓄電池給降壓模塊供電，降壓模塊將蓄電池電壓降低，輸出給電流輸出調(diào)理電路和電流吸收調(diào)理電路供電，電源中點(diǎn)提取電路獲得降壓模塊輸出電壓的中點(diǎn)電壓，高邊控制模塊和低邊控制模塊根據(jù)中點(diǎn)電壓和輸出電壓分別控制電流輸出調(diào)理電路和電流吸收調(diào)理電路的輸出和吸收電流的大小。其整體連接方式是所述電源中點(diǎn)提取電路中放大器UlA的I端分別連接到所述高邊控制模塊中的電阻R3，所述低邊控制模塊中的電阻R4，所述高邊控制模塊中的電阻R7連接到所述電流輸出調(diào)理電路的三極管Q3基極，所述低邊控制模塊中的電阻R15連接到所述電流吸收調(diào)理電路中的三極管Ql基極，而電流輸出調(diào)理電路和電流吸收調(diào)理電路通過分別通過電阻RlO和電阻R16連接到輸出電壓上。所述電源中點(diǎn)提取電路的連接方式是電阻Rl連接到所述降壓模塊輸出電壓Vl的正極，另一端連接到電阻R2和比較器UlA的3端，電阻R2的另一端連接到所述降壓模塊的地，比較器UlA的8與電源正極連，UlA的4與電源的負(fù)極連，UlA的2與UlA的I連接。
所述高邊控制模塊的連接方式是電阻R3 —端連接到中點(diǎn)電壓，另一端連接到電壓比較器U3B的5端和電阻R14，電阻R14的另一端連接到電源地，電阻R6連接到輸出電壓上，電阻R6的另一端連接到比較器U3B的6端和電阻R13上，電阻R13的另一端連接到比較器U3B的7端和電阻R7上，比較其U3B的8端和4端分別連接到電源的正負(fù)極。所述低邊控制模塊的連接方式是電阻R4連接于比較其U2A的2端和電阻Rll，電阻Rll的另一端連接到比較其U2A的I端和電阻R15，電阻R5連接到輸出電壓上，電阻R5的另一端連接到比較器U2A的3端和電阻R12上，電阻R12的另一端連接到地，比較其U2A 的8端和4端分別連接到電源的正負(fù)極。所述電流輸出調(diào)理電路的連接方式是三極管Q3的放射極連于地，集電極連于電阻R18，電阻R18的另一端連接到三極管Q2的基極和電阻R8，電阻R8的另一端連于電源，三極管Q2的發(fā)射機(jī)連于電源，集電極連于電阻R10,電阻RlO的另一端連于輸出電壓上。所述電流吸收調(diào)理電路的連接方式是三極管Ql發(fā)射機(jī)連于地，集電極連于電阻R16，電阻R16的另外一端連到輸出電壓上，電容Cl連于輸出電壓和地之間。本專利不需要采用隔離電源模塊，而是直接利用原電源抽取電源中點(diǎn)電壓的方式實(shí)現(xiàn)，所以效率更高，對于節(jié)能來說更有意義；本專利占用空間小，只是通過ー些貼片類的電阻電容以及比較器和晶體管即可實(shí)現(xiàn)；本專利在實(shí)現(xiàn)同功率級別的容量情況下，散熱量更少；本專利在成本上有非常顯著的優(yōu)勢。


下面根據(jù)附圖及實(shí)施例對該專利作進(jìn)ー步說明圖I為本專利整體結(jié)構(gòu)示意中11、蓄電池；12、降壓模塊；13、單電源輸出；14、高邊控制模塊；15、電源中點(diǎn)提取電路；16、低邊控制模塊；17、電流輸出調(diào)理電路；18、電流吸收調(diào)理電路；19、穩(wěn)定的低壓電源。圖2為本專利整體電路結(jié)構(gòu)及其連接方式示意圖
具體實(shí)施例方式如圖I-圖2所示，一種電流反饋型傳感器單電源解決方案，包括蓄電池11、降壓模塊12、電源中點(diǎn)提取電路15、高邊控制模塊14、低邊控制模塊16、電流輸出調(diào)理電路17、電流吸收調(diào)理電路18，所述蓄電池11供電給所述的降壓模塊12，所述降壓模塊12輸出ー個穩(wěn)定的低壓電源19給后續(xù)電路提供電源，所述的電源中點(diǎn)提取電路15提取此輸出單電源的中點(diǎn)電壓，給高邊控制模塊14和低邊控制模塊16作為參考電壓，而高邊控制模塊14和低邊控制模塊16根據(jù)輸出電壓和參考電壓的關(guān)系，分別控制電流輸出調(diào)理電路17和電流吸收調(diào)理電路18的輸出和吸收電流大小來保證輸出電壓和參考電壓一致。其連接方式是所述電源中點(diǎn)提取電路中放大器UlA的I端分別連接到所述高邊控制模塊14中的電阻R3，所述低邊控制模塊16中的電阻R4，所述高邊控制模塊14中的電阻R7連接到所述電流輸出調(diào)理電路17的三極管Q3基極，所述低邊控制模塊16中的電阻R15連接到所述電流吸收調(diào)理電路18中的三極管Ql基極，而電流輸出調(diào)理電路17和電流吸收調(diào)理電路18分別通過電阻RlO和電阻R16連接到輸出電壓上。電源中點(diǎn)提取電路
通過電阻Rl和電阻R2，提供一個中點(diǎn)電壓參考，電壓比較器UlA通過負(fù)端反饋構(gòu)成一個電壓跟隨器，用來構(gòu)造一個驅(qū)動能力強(qiáng)，輸出電壓穩(wěn)定的中點(diǎn)電壓參考點(diǎn)。高邊控制模塊電路電阻R3和電阻R14對中點(diǎn)電壓進(jìn)行分壓，電阻R6和電阻R13對輸出電壓進(jìn)行分壓，同時配合U3B，電阻R13又構(gòu)成了負(fù)反饋，按照電流平衡的原理，構(gòu)造出一個減法器。Uo= (Vref-Vout) *R13/R6 ；其中Uo比較器U3B輸出電壓；Vref為中點(diǎn)電壓；Vout為輸出電壓；低邊控制模塊電路電阻R5和電阻Rl2構(gòu)成對中點(diǎn)電壓的分壓，電阻R4和電阻Rll構(gòu)成了對輸出電壓分壓，同時電阻Rll和比較器U2A構(gòu)成了負(fù)反饋，按照電流平衡的原理，構(gòu)造出一個減法器，Uol= (Vout-Vref)*R11/R4其中Uol為比較其U2A輸出電壓；Vref為中點(diǎn)電壓；Vout為輸出電壓；電流輸出調(diào)理電路電阻R7和三極管Q3對高邊控制電路得出的信號進(jìn)行放大，從而控制流過電阻R8的電流，進(jìn)而達(dá)到控制流過三極管Q2電流的目的，一次來控制輸出電壓等于中點(diǎn)電壓。電流吸收調(diào)理電路電阻R15和三極管Ql對低邊控制電路得出的信號進(jìn)行放大，直接來控制流過電阻R16和三極管Ql的電流，以此來調(diào)節(jié)輸出電壓等于中點(diǎn)電壓。本發(fā)明的工作原理當(dāng)輸出電壓低于中點(diǎn)電壓的時候，此時低邊控制模塊16電路中的比較器U2A的輸出電壓Uol按照理論計算應(yīng)該為負(fù)值，但是比較器現(xiàn)在是單電源供電，所以比較器輸出的最低電壓為零伏，也就是說此時三極管Ql狀態(tài)為截止；同時高邊控制模塊14電路中的比較器 U3B 的輸出電壓 Uo = (Vref-Vout) *R13/R6 ；如果Vref-Vout的差值越大，也就是說輸出電壓越低的話，比較器U3B輸出的電壓就越高，從而三極管Q3中允許通過的電流就越大，那么電阻R18中允許通過的電流也就越大,這種情況下三極管Q2能夠通過電源和電阻RlO給電容Cl補(bǔ)充更多的電流，當(dāng)Vout逐漸增大的時候，那么Vref-Vout的差值就變小,從而Q2允許補(bǔ)充的電流也就變小。當(dāng)Vout大于Vref的時候，同理比較U3B此時輸出電壓為零伏，此時三極管Q3處于截止?fàn)顟B(tài)，那么Q2也截止，此時低邊電流吸收電路中的比較器U2A的輸出電壓Uol為正值，Vout高出Vref的越多,那么Uol的值越大,從而三極管Ql允許通過的電流越大，這樣就可以把電容Cl上多余的電量回路放掉，通過高邊和低邊的交替工作，可以保證輸出電壓圍繞在中點(diǎn)電壓一個很小的范圍內(nèi)變化，這個范圍有電阻R13和電阻R6的比例決定。
至此此方法提供了一個穩(wěn)定的，既可以輸出電流又可以吸收電流的中點(diǎn)電平，這樣對于需要雙電源驅(qū)動的傳感器來說，已經(jīng)有三個穩(wěn)定的電平可以使用，傳感器就可以正常工作。 本技術(shù)領(lǐng)域中的相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉到，以上所述實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明的目的，而并非用作 對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對上述實(shí)施例所做的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電流反饋型傳感器單電源解決方案，包括蓄電池、降壓模塊、電源中點(diǎn)提取電路、高邊控制模塊、低邊控制模塊、電流輸出調(diào)理電路、電流吸收調(diào)理電路，其特征在于，所述蓄電池給降壓模塊供電，降壓模塊將蓄電池電壓降低，輸出給電流輸出調(diào)理電路和電流吸收調(diào)理電路供電，電源中點(diǎn)提取電路獲得降壓模塊輸出電壓的中點(diǎn)電壓，高邊控制模塊和低邊控制模塊根據(jù)中點(diǎn)電壓和輸出電壓分別控制電流輸出調(diào)理電路和電流吸收調(diào)理電路的輸出和吸收電流的大小，其連接方式是所述電源中點(diǎn)提取電路中放大器UlA的I端分別連接到所述高邊控制模塊中的電阻R3，所述低邊控制模塊中的電阻R4，所述高邊控制模塊中的電阻R7連接到所述電流輸出調(diào)理電路的三極管Q3基極，所述低邊控制模塊中的電阻R15連接到所述電流吸收調(diào)理電路中的三極管Ql基極，而電流輸出調(diào)理電路和電流吸收調(diào)理電路通過分別通過電阻RlO和電阻R16連接到輸出電壓上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電流反饋型傳感器單電源解決方案，其特征在于所述電源中點(diǎn)提取電路的連接方式是電阻Rl連接到所述降壓模塊輸出電壓Vl的正極，另一端連接到電阻R2和比較器UlA的3端，電阻R2的另一端連接到所述降壓模塊的地，比較器UlA的8與電源正極連，UlA的4與電源的負(fù)極連，UlA的2與UlA的I連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電流反饋型傳感器單電源解決方案，其特征在于所述高邊控制模塊的連接方式電阻R3 —端連接到中點(diǎn)電壓，另一端連接到電壓比較器U3B的5端和電阻R14，電阻R14的另一端連接到電源地，電阻R6連接到輸出電壓上，電阻R6的另一端連接到比較器U3B的6端和電阻R13上，電阻R13的另一端連接到比較器U3B的7端和電阻R7上，比較其U3B的8端和4端分別連接到電源的正負(fù)極。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電流反饋型傳感器單電源解決方案，其特征在于所述低邊控制模塊的連接方式電阻R4連接于比較其U2A的2端和電阻RlI，電阻Rll的另一端連接到比較其U2A的I端和電阻R15，電阻R5連接到輸出電壓上，電阻R5的另一端連接到比較器U2A的3端和電阻R12上，電阻R12的另一端連接到地，比較其U2A的8端和4端分別連接到電源的正負(fù)極。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電流反饋型傳感器單電源解決方案，其特征在于所述電流輸出調(diào)理電路的連接方式三極管Q3的放射極連于地，集電極連于電阻R18，電阻R18的另一端連接到三極管Q2的基極和電阻R8，電阻R8的另一端連于電源，三極管Q2的發(fā)射機(jī)連于電源，集電極連于電阻R10，電阻RlO的另一端連于輸出電壓上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電流反饋型傳感器單電源解決方案，其特征在于所述電流吸收調(diào)理電路的連接方式三極管Ql發(fā)射機(jī)連于地，集電極連于電阻R16，電阻R16的另外一端連到輸出電壓上，電容Cl連于輸出電壓和地之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電流反饋型傳感器單電源解決方案，包括蓄電池、降壓模塊、電源中點(diǎn)提取電路、高邊控制模塊、低邊控制模塊、電流輸出調(diào)理電路、電流吸收調(diào)理電路。蓄電池連接到降壓模塊的輸入端，降壓模塊的輸出端給電流輸出調(diào)理電路供電，電源中點(diǎn)提取電路提取降壓模塊輸出電壓的中點(diǎn)，然后將此電壓分別輸出給高邊控制模塊和低邊控制模塊，高邊輸出模塊連接到輸出電壓和電流輸出調(diào)理電路，低邊控制模塊連接到輸出電壓和電流吸收調(diào)理電路。本專利不需要采用隔離電源模塊，而是直接利用原電源抽取電源中點(diǎn)電壓的方式實(shí)現(xiàn)，所以效率更高，對于節(jié)能來說更有意義；本專利占用空間小，只是通過一些貼片類的電阻電容以及比較器和晶體管即可實(shí)現(xiàn)；本專利在實(shí)現(xiàn)同功率級別的容量情況下，散熱量更少；本專利在成本上有非常顯著的優(yōu)勢。
文檔編號G05F1/56GK102622023SQ20111002782
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者曾慶臣, 李萌 申請人:北京友信宏科電子科技有限公司