專利名稱：一種低壓軟起動(dòng)器的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電流檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于低壓軟起動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種用于低壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置的電流檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)在使用低壓固態(tài)軟起動(dòng)器起動(dòng)時(shí)，最大起動(dòng)電流可達(dá)到電動(dòng)機(jī)額定電流6 倍，空載運(yùn)行時(shí)最小運(yùn)行電流可低于電動(dòng)機(jī)額定電流的30%，而相同變比的電流互感器可用于一個(gè)功率段范圍的低壓固態(tài)軟起動(dòng)器上，故低壓固態(tài)軟起動(dòng)器在起動(dòng)或運(yùn)行過(guò)程中，最大電流和最小電流值相差可超過(guò)50倍。目前通用的做法是不同功率的低壓固態(tài)軟起動(dòng)器裝置，需要根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率選擇相應(yīng)的取樣電阻，在使用過(guò)程中對(duì)廠家和用戶都造成極大不便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是根據(jù)低壓固態(tài)軟起動(dòng)器在使用過(guò)程中，由于電流測(cè)量原因造成的電路板不能通用問(wèn)題提出的一種低壓軟起動(dòng)器的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電流檢測(cè)電路。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種低壓軟起動(dòng)器的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電流檢測(cè)電路，其特征在于由單片機(jī)、運(yùn)算放大器及外圍元器件組成的同相輸入放大電路構(gòu)成，包括交流采樣電路、隔直電路、高頻濾波電路，直流電壓上拉電路和反饋控制電路，其中，交流采樣電路中的交流采樣電阻和隔直電路中的隔直電容連接，隔直電容和高頻濾波電路中的濾波電容連接，并與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，直流電壓上拉電路與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接；反饋控制電路中的反饋電阻連接運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端，運(yùn)算放大器反相輸入端并接四個(gè)輸入電阻，該四個(gè)輸入電阻的另一端分別與四個(gè)電容分別連接， 四個(gè)電容與單片機(jī)對(duì)應(yīng)的四個(gè)輸出端口連接；單片機(jī)的模擬量端口與運(yùn)算放大器的輸出端連接。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的交流采樣電路上并聯(lián)有過(guò)壓保護(hù)電路。本實(shí)用新型由于采用由單片機(jī)、運(yùn)算放大器及外圍元器件組成的低壓軟起動(dòng)器的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電流檢測(cè)電路，因而當(dāng)電流互感器電流經(jīng)過(guò)交流采樣電阻時(shí)便獲得采樣電壓，該采樣電壓經(jīng)過(guò)濾波處理后進(jìn)入運(yùn)算放大器同相輸入端，運(yùn)算放大器反相輸入端輸入電阻經(jīng)電容與單片機(jī)輸出端口相連，單片機(jī)檢測(cè)到運(yùn)算放大器輸出端輸出電壓后，控制單片機(jī)的輸出端口的通斷，得以改變放大電路的增益，保持運(yùn)算放大器輸出電壓值在合適范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)寬范圍內(nèi)電流的檢查。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)單片機(jī)自動(dòng)控制運(yùn)放增益方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)寬范圍電流的采集，解決了電流檢測(cè)電路不能通用的問(wèn)題。同時(shí)通過(guò)運(yùn)算放大器增益的調(diào)節(jié)，使單片機(jī)檢測(cè)到的電壓保持在一個(gè)合理范圍內(nèi)，避免采樣信號(hào)過(guò)大引起的線性度失真或采樣信號(hào)過(guò)小引起的誤差過(guò)大問(wèn)題。本實(shí)用新型具有改變放大電路的增益，使運(yùn)算放大器輸出電壓值保持在合適范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)寬范圍內(nèi)電流檢查的特點(diǎn)。本實(shí)用新型主要用于低壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置電流檢測(cè)時(shí)電路的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)。通過(guò)單片機(jī)檢測(cè)值的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)放的增益，始終保證采樣電壓在合理的范圍內(nèi)，該電路運(yùn)行可靠，可實(shí)現(xiàn)寬范圍內(nèi)的電流檢測(cè)，同時(shí)可有效抑制輸出噪聲并保證電流測(cè)量的精度。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示。本實(shí)用新型由單片機(jī)MCU、運(yùn)算放大器Ul及外圍元器件組成的同相輸入放大電路構(gòu)成，包括交流采樣電路、隔直電路、高頻濾波電路、直流電壓上拉電路和反饋控制電路。交流采樣電路由電阻R5構(gòu)成，外接電流信號(hào)后獲得采樣電壓。隔直電路由電容C5構(gòu)成，采樣電壓通過(guò)隔直電容C5接入到運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端。高頻濾波電路由電容C6構(gòu)成，用于高頻濾波。直流電壓上拉電路由電阻R6、R7、R8構(gòu)成，Vcc/2直流電壓上拉并連接到運(yùn)算放大器Ul同相輸入端。反饋控制電路中，單片機(jī)MCU四個(gè)輸出端口 P0. 0-P0. 3分別經(jīng)電容Cl- C4與四個(gè)電阻R1-R4連接，電阻R1-R4并接與運(yùn)算放大器的反相輸入端，運(yùn)算放大器反相輸入端和輸出端Uo通過(guò)反饋電阻RF連接。單片機(jī)MCU模擬量端口與運(yùn)算放大器Ul的輸出端Uo連接，用于檢測(cè)采樣電壓。初始時(shí)單片機(jī)MCU P0.0-P0.3 端口關(guān)閉處于高阻狀態(tài)，運(yùn)算放大器Ul為電壓跟隨模式，單片機(jī)MCU檢測(cè)到運(yùn)算放大器Ul 輸出端Uo電壓后，根據(jù)檢測(cè)到的電壓值的大小，選控單片機(jī)MCU PO. 0-P0. 3端口，運(yùn)算放大器Ul的放大增益改變，其輸出端Uo電壓隨之變化，始終保持Uo電壓值在一個(gè)合理范圍內(nèi)， 避免采樣電壓過(guò)大或過(guò)小造成了測(cè)量不準(zhǔn)的問(wèn)題。過(guò)壓保護(hù)電路由瞬態(tài)抑制二極管Dl構(gòu)成，用于過(guò)壓保護(hù)。其工作過(guò)程為互感器電流流經(jīng)采樣電阻R5，獲得交流采樣電壓，瞬態(tài)抑制二極管Dl與電阻R5并聯(lián)用于過(guò)壓保護(hù)。交流采樣電壓通過(guò)隔直電容C5與運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端相連；濾波電容C6兩端連接運(yùn)算放大器Ul同相輸入端和地，用于高頻濾波；電阻 R6、R7、R8構(gòu)成Vcc/2直流電壓上拉連接到運(yùn)算放大器Ul同相輸入端，交流采樣電壓疊加到Vcc/2直流電壓上。電阻R1-R4之間并聯(lián)后與運(yùn)算放大器Ul反相輸入端相連；反饋電阻RF與運(yùn)算放大器Ul的輸出端和反相輸入端相連。電阻Rl通過(guò)電容Cl與單片機(jī)MCU的 PO. 1端口連接，電阻R2通過(guò)電容C2與單片機(jī)MCU的PO. 2端口連接，電阻R3通過(guò)電容C3 與單片機(jī)MCU的PO. 3端口連接，電阻R4通過(guò)電容C4與單片機(jī)MCU的PO. 4端口連接，電阻 R1-R4與反饋電阻RF共同構(gòu)成了同相輸入放大電路，放大增益為Uo=(l+RF/Ri)XUi，其中 Ri大小取決于單片機(jī)MCU的輸出端口 PO. 0-P0. 3端口開斷情況。運(yùn)算放大器Ul的輸出端 Uo與單片機(jī)MCU模擬量采集端口相連，單片機(jī)MCU根據(jù)運(yùn)算放大器Ul輸出端Uo電壓大小自動(dòng)選通單片機(jī)MCU的輸出端口 PO. 0-P0. 3。
權(quán)利要求1.一種低壓軟起動(dòng)器的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電流檢測(cè)電路，其特征在于由單片機(jī)(MCU)、 運(yùn)算放大器(Ul)及外圍元器件組成的同相輸入放大電路構(gòu)成，包括交流取樣電路、隔直電路、高頻濾波電路、直流電壓上拉電路和反饋控制電路；其中，交流采樣電路中的交流采樣電阻(R5)和隔直電路中的隔直電容(C5)連接，隔直電容(C5)和高頻濾波電路中的濾波電容(C6)連接，并與運(yùn)算放大器(Ul)的同相輸入端連接；直流電壓上拉電路與運(yùn)算放大器 (Ul)的同相輸入端連接；反饋控制電路中的反饋電阻(RF)連接運(yùn)算放大器(Ul)的反相輸入端和輸出端，運(yùn)算放大器(Ul)反相輸入端并接四個(gè)輸入電阻(R1-R4)，該四個(gè)輸入電阻 (R1-R4)的另一端分別與四個(gè)電容(Cl- C4)分別連接，四個(gè)電容(Cl- C4)與單片機(jī)(MCU) 對(duì)應(yīng)的四個(gè)輸出端口連接；單片機(jī)(MCU)的模擬量端口與運(yùn)算放大器(Ul)的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓軟起動(dòng)器的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電流檢測(cè)電路，其特征在于所述的交流采樣電路上并聯(lián)有過(guò)壓保護(hù)電路。
專利摘要本實(shí)用新型的名稱為一種低壓軟起動(dòng)器的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電流檢測(cè)電路。屬于低壓軟起動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有低壓固態(tài)軟起動(dòng)器在使用過(guò)程中存在電流檢測(cè)電路不能通用的問(wèn)題。它的主要特征是由單片機(jī)、運(yùn)算放大器及外圍元器件組成的同相輸入放大電路構(gòu)成，包括交流采樣電路、隔直電路、高頻濾波電路，直流電壓上拉電路和反饋控制電路；運(yùn)算放大器反相輸入端并接四個(gè)輸入電阻及電容，與單片機(jī)對(duì)應(yīng)的四個(gè)輸出端口連接；單片機(jī)的模擬量端口與運(yùn)算放大器的輸出端連接。本實(shí)用新型具有改變放大電路的增益，使運(yùn)算放大器輸出電壓值保持在合適范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)寬范圍內(nèi)電流檢查的特點(diǎn)，主要用于低壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電流的檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01R19/00GK202182911SQ20112026894
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者趙世運(yùn), 陶家濤 申請(qǐng)人:萬(wàn)洲電氣集團(tuán)有限公司