一種基于分流器的電流傳感器及電流檢測方法技術

本發明專利技術適用于電流檢測，提供基于分流器的電流傳感器，包括信號采集單元、信號調整單元、信號轉換單元和信號處理單元，信號采集單元包括分流器，用于通過所述分流器采集電壓信號，并將采集的所述電壓信號發送給信號調整單元，信號調整單元用于將所述電壓信號調整為目標模擬信號，并將所述目標模擬信號發送給信號轉換單元，信號轉換單元用于將所述目標模擬信號轉換為數字電壓信號后，發送給信號處理單元，信號處理單元，用于根據所述數字電壓信號進行計算，得到流經所述分流器的電流信號。本發明專利技術實施例通過分流器采集電壓信號，并對采集到的電壓信號進行調整后，實現超量程的電流檢測，使用本發明專利技術提供的電流傳感器，能夠實現對小電流的精準量測。

【技術實現步驟摘要】
一種基于分流器的電流傳感器及電流檢測方法
本專利技術屬于傳感
，尤其涉及一種基于分流器的電流傳感器及電流檢測方法。
技術介紹
目前電動汽車上廣泛使用的霍爾式電流傳感器由于其原理基于霍爾效應(HallEffect)，需要使用高導磁材料做成的磁芯，而非線性和磁滯效應是所有高導磁材料的固有特性，所以電流(原邊信號)以同樣的趨勢上升、下降時輸出會得到不同的結果。對于開環式霍爾電流傳感器，其工作依賴于高導磁磁芯的線性區間，由于這種傳感器直接測量高導磁磁芯氣隙處的磁通，因此容易受到磁芯飽和、磁滯、非線性的影響，所以這種開環式霍爾電流傳感器的精度較低，且受到磁滯效應的影響，不能測量過快頻率的電流，測量帶寬較窄。閉環式霍爾電流傳感器在開環式電流傳感器的基礎上增加了副邊補償繞組，其測量精度較開環式霍爾傳感器有所提升，但由于增加了副邊補償繞組及其對應的控制回路，使得成本增高，體積增大，同時由于副邊補償繞組輸出功率有限，在特殊情況下也會出現磁芯飽和的情況，引起測量錯誤。無論開環式霍爾電流傳感器還是閉環式霍爾電流傳感器，在實際應用中均無法對小電流進行精準量測。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種基于分流器的電流傳感器及電流檢測方法，旨在解決現有技術無法對小電流進行精準量測的問題。本專利技術是這樣實現的，一種基于分流器的電流傳感器，包括信號采集單元、信號調整單元、信號轉換單元和信號處理單元；所述信號采集單元，包括分流器，用于通過所述分流器采集電壓信號，并將采集的所述電壓信號發送給所述信號調整單元；所述信號調整單元，用于將所述電壓信號調整為目標模擬信號，并將所述目標模擬信號發送給所述信號轉換單元；所述信號轉換單元，用于將所述目標模擬信號轉換為數字電壓信號后，發送給所述信號處理單元；所述信號處理單元，用于根據所述數字電壓信號進行計算，得到流經所述分流器的電流信號。進一步地，所述信號調整單元包括信號增益模塊和信號偏置模塊；所述信號增益模塊，用于將所述電壓信號放大至預置增益信號；所述信號偏置模塊，用于將所述預置增益信號進行偏置，以得到偏置后的目標模擬信號。進一步地，所述信號增益模塊包括第一可編程增益放大器，所述信號偏置模塊包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一運算放大器和第一電源；所述第一可編程增益放大器的第一輸入端連接所述信號采樣單元的第一輸出端，所述第一可編程增益放大器的第二輸入端連接所述信號采樣單元的第二輸出端，所述第一可編程增益放大器的第一輸出端通過所述第一電阻連接至所述第一運算放大器的反相輸入端，所述第一可編程增益放大器的第二輸出端通過所述第二電阻連接至所述第一運算放大器的同相輸入端；所述第三電阻的第一端連接所述第一電源，所述第三電阻的第二端連接所述第一運算放大器的同相輸入端；所述第四電阻的第一端連接所述第一運算放大器的同相輸入端，所述第四電阻的第二端接地；所述第五電阻的第一端連接所述第一運算放大器的反相輸入端，所述第五電阻的第二端連接所述第一運算放大器的輸出端；所述第一運算放大器的輸出端連接所述信號轉換單元。進一步地，所述信號增益模塊包括第二可編程增益放大器，所述信號偏置模塊包括第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第二運算放大器、第二電源和第一電容；所述第二可編程增益放大器的第一輸入端連接所述信號采樣單元的第一輸出端，所述第二可編程增益放大器的第二輸入端連接所述信號采樣單元的第二輸出端，所述第二可編程增益放大器的第一輸出端通過所述第六電阻連接至所述第二運算放大器的反相輸入端，所述第二可編程增益放大器的第二輸出端通過所述第七電阻連接至所述第二運算放大器的同相輸入端；所述第八電阻的第一端連接所述第二運算放大器的同相輸入端，所述第八電阻的第二端接地；所述第九電阻的第一端連接所述第二運算放大器的反相輸入端，所述第九電阻的第二端連接所述第二運算放大器的輸出端；所述第十電阻的第一端連接所述第二運算放大器的輸出端，所述第十電阻的第二端連接所述信號轉換單元；所述第十一電阻的第一端連接所述第二電源，所述第十一電阻的第二端連接所述第十電阻的第二端，所述第一電容的第一端連接所述第十一電阻的第二端，所述第一電容的第二端接地。進一步地，所述信號處理單元包括溫度補償模塊和數據處理模塊；所述溫度補償模塊，用于采集所述分流器的溫度信息，并將所述分流器的溫度信息發送給所述數據處理模塊；所述數據處理模塊，用于根據所述溫度信息和所述數字電壓信號計算，得到流經所述分流器的電流信號。進一步地，所述信號處理單元還包括：開機自檢模塊，用于當檢測到開機自檢信號后，檢測所述分流器的連接信息，并按照預置顯示方式顯示所述連接信息；離線監測模塊，用于當檢測到離線監測信號后，獲取所述電流信號和所述連接信息并將發送給外部監控系統；溫度報警模塊，用于檢測所述分流器的溫度信息，并在所述溫度信息超過預置溫度值時，按照預置報警方式發出高溫報警信號；過流報警模塊，用于當檢測到流經所述分流器的電流信號超過預置電流值時，按照預置報警方式發出過流報警信號；自定義檢測模塊，用于接收自定義檢測指令，根據所述自定義檢測指令對所述電流信號進行檢測。本專利技術還提供了一種電流檢測方法，包括：獲取分流器兩端的電壓信號，將所述分流器兩端的電壓信號調整為目標模擬信號；將所述目標模擬信號轉換為數字電壓信號；根據所述數字電壓信號進行計算，得到流經所述分流器的電流信號。進一步地，所述將所述分流器兩端的電壓信號調整為目標模擬信號包括：按照預置放大倍數將所述分流器的兩端電壓信號放大至預置增益信號；對所述預置增益信號進行偏置，以得到預置的目標模擬信號。進一步地，所述根據所述數字電壓信號進行計算，得到流經所述分流器的電流信號包括：獲取所述分流器的溫度信息；根據所述分流器的溫度信息、所述預置放大倍數和所述數字電壓信號進行計算，得到流經所述分流器的電流信號。進一步地，所述電流檢測方法還包括：檢測所述分流器的連接信息；當檢測到數據調用信號后，將目標數據發送給外部監控系統，所述目標數據包括所述流經所述分流器的電流信號、所述溫度數據、所述分流器的連接信息的一種或多種。本專利技術與現有技術相比，有益效果在于：本專利技術實施例通過分流器采集電壓信號，并對該電壓信號進行調整及模數轉換后計算，得到流經該分流器的電流信號。本專利技術實施例通過分流器采集電壓信號，并對采集到的電壓信號進行調整后，實現超量程的電流檢測，使用本專利技術提供的電流傳感器，能夠實現對小電流的精準量測。附圖說明圖1是本專利技術實施例提供的一種基于分流器的電流傳感器的接收示意圖；圖2是本專利技術實施例提供的信號調整單元的結構示意圖；圖3是本專利技術一實施例提供的信號調整單元的詳細結構示意圖；圖4是本專利技術另一實施例提供的信號調整單元的詳細結構示意圖；圖5是本專利技術實施例提供的一種基于分流器的電流傳感器的使用示意圖；圖6是本專利技術實施例提供的一種電流檢測方法的流程圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。目前，我國新能源汽車行業方興未艾，為了保障車輛的行車安全，動力電池系統的極端單體電壓、動力電池總壓、動力本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于分流器的電流傳感器，其特征在于，所述電流傳感器包括信號采集單元、信號調整單元、信號轉換單元和信號處理單元；所述信號采集單元，包括分流器，用于通過所述分流器采集電壓信號，并將采集的所述電壓信號發送給所述信號調整單元；所述信號調整單元，用于將所述電壓信號調整為目標模擬信號，并將所述目標模擬信號發送給所述信號轉換單元；所述信號轉換單元，用于將所述目標模擬信號轉換為數字電壓信號后，發送給所述信號處理單元；所述信號處理單元，用于根據所述數字電壓信號進行計算，得到流經所述分流器的電流信號。

【技術特征摘要】
1.一種基于分流器的電流傳感器，其特征在于，所述電流傳感器包括信號采集單元、信號調整單元、信號轉換單元和信號處理單元；所述信號采集單元，包括分流器，用于通過所述分流器采集電壓信號，并將采集的所述電壓信號發送給所述信號調整單元；所述信號調整單元，用于將所述電壓信號調整為目標模擬信號，并將所述目標模擬信號發送給所述信號轉換單元；所述信號轉換單元，用于將所述目標模擬信號轉換為數字電壓信號后，發送給所述信號處理單元；所述信號處理單元，用于根據所述數字電壓信號進行計算，得到流經所述分流器的電流信號。2.如權利要求1所述的電流傳感器，其特征在于，所述信號調整單元包括信號增益模塊和信號偏置模塊；所述信號增益模塊，用于將所述電壓信號放大至預置增益信號；所述信號偏置模塊，用于將所述預置增益信號進行偏置，以得到偏置后的目標模擬信號。3.如權利要求2所述的電流傳感器，其特征在于，所述信號增益模塊包括第一可編程增益放大器，所述信號偏置模塊包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一運算放大器和第一電源；所述第一可編程增益放大器的第一輸入端連接所述信號采樣單元的第一輸出端，所述第一可編程增益放大器的第二輸入端連接所述信號采樣單元的第二輸出端，所述第一可編程增益放大器的第一輸出端通過所述第一電阻連接至所述第一運算放大器的反相輸入端，所述第一可編程增益放大器的第二輸出端通過所述第二電阻連接至所述第一運算放大器的同相輸入端；所述第三電阻的第一端連接所述第一電源，所述第三電阻的第二端連接所述第一運算放大器的同相輸入端；所述第四電阻的第一端連接所述第一運算放大器的同相輸入端，所述第四電阻的第二端接地；所述第五電阻連接于所述第一運算放大器的反相輸入端和輸出端之間；所述第一運算放大器的輸出端連接所述信號轉換單元。4.如權利要求2所述的電流傳感器，其特征在于，所述信號增益模塊包括第二可編程增益放大器，所述信號偏置模塊包括第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第二運算放大器、第二電源和第一電容；所述第二可編程增益放大器的第一輸入端連接所述信號采樣單元的第一輸出端，所述第二可編程增益放大器的第二輸入端連接所述信號采樣單元的第二輸出端，所述第二可編程增益放大器的第一輸出端通過所述第六電阻連接至所述第二運算放大器的反相輸入端，所述第二可編程增益放大器的第二輸出端通過所述第七電阻連接至所述第二運算放大器的同相輸入端；所述第八電阻的第一端連接所述第二運算放大器的同相輸入端，所述第八電阻的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧宏，
申請(專利權)人：深圳市沃特瑪電池有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44