一種開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置，開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置包括：電流采樣單元和電流處理單元；電流采樣單元由霍爾傳感器和供電電源VCC組成，其中霍爾傳感器是在聚磁環(huán)上繞次級(jí)繞組，聚磁環(huán)開口處設(shè)置霍爾元件A，霍爾元件A與放大電路B電連接；次級(jí)繞組的一端與電流處理單元中的運(yùn)算放大器U1的正輸入端連接，電流處理單元中的輸出端子OUT+、OUT-與控制電路電連接。
【專利說明】—種開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源是用于將直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定輸出或準(zhǔn)確可調(diào)的直流電壓的電源裝置，電流作為其重要參數(shù)，能夠保證其變換電壓穩(wěn)定輸出或快速調(diào)節(jié)，尤其關(guān)系到過載保護(hù)，因而常常要設(shè)置電流反饋回路，通過電流檢測(cè)電路采集電流信息而后反饋到開關(guān)電源控制電路進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電路的閉環(huán)控制，所以電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性對(duì)開關(guān)電源性能有著重要的影響。
[0003]而隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大功率直流電源運(yùn)用及其廣泛，尤其是高壓、大電流、大功率開關(guān)電源的應(yīng)用前景廣闊，因而如何采集并精確計(jì)算直流電流變得極為重要。傳統(tǒng)的直流電流檢測(cè)方法——分流器法，雖然在很多場(chǎng)合下仍被應(yīng)用，但在測(cè)量過高的直流大電流時(shí)，它受到限制，特別是在現(xiàn)場(chǎng)使用分流器更不適合。而且直流分流器是根據(jù)直流電流通過電阻時(shí)在電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理制成的，這樣輸出電流的微小浮動(dòng)都會(huì)影響電流檢測(cè)電路檢測(cè)電流的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，同時(shí)有的檢測(cè)裝置為了避免輸入與輸出信號(hào)間的相互干擾，增加了光電耦合器，由于光電耦合器的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，這又使得開關(guān)電源控制電路的響應(yīng)速度不能滿足高頻開關(guān)電源需要，且光電耦合器的線性度誤差也會(huì)降低控制電路的控制精度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是:為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置包括:電流采樣單元和電流處理單元；電流采樣單元由霍爾傳感器和供電電源VCC組成，其中霍爾傳感器是在聚磁環(huán)上繞次級(jí)繞組，聚磁環(huán)開口處設(shè)置霍爾元件A，霍爾元件A與放大電路B電連接；次級(jí)繞組的一端與電流處理單元中的運(yùn)算放大器Ul的正輸入端連接，電流處理單元中的輸出端子OUT+、OUT-與控制電路電連接。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電源主電路與電流檢測(cè)電路的電氣隔離，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，避免了主電路對(duì)電流檢測(cè)電路的干擾；反應(yīng)速度高，線性度好，使得對(duì)開關(guān)電源控制精度提聞；特別適用于聞電壓、大電流、大功率的開關(guān)電源，能夠檢測(cè)聞?lì)l信號(hào)；重量輕、耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的腐蝕；體積小、成本低、壽命長(zhǎng)、功耗小、功能擴(kuò)展靈活，便于生產(chǎn)制造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型一種開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0009]如圖1所示，開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置包括:電流采樣單元和電流處理單元；電流采樣單元由霍爾傳感器和供電電源VCC組成，其中霍爾傳感器是在聚磁環(huán)上繞次級(jí)繞組，聚磁環(huán)開口處設(shè)置霍爾元件A，霍爾元件A與放大電路B電連接；次級(jí)繞組的一端與電流處理單元中的運(yùn)算放大器Ul的正輸入端連接，電流處理單元中的輸出端子0UT+、0UT-與控制電路電連接。
[0010]因?yàn)榛魻杺鞲衅鞲鶕?jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，所以采用霍爾閉環(huán)電流傳感器(又稱磁平衡式電流傳感器)作為開關(guān)電源輸出電流檢測(cè)裝置的核心?；魻栯娏鱾鞲衅骶哂袦y(cè)量任意波形電流、原副邊電路電氣隔離、測(cè)量精度高、范圍大且線性度好等特點(diǎn)，因而能夠?qū)崿F(xiàn)了開關(guān)電源主電路與電流電測(cè)電路的電氣隔離，避免了對(duì)電流檢測(cè)電路帶來的干擾；且可將電流檢測(cè)電路的輸出端直接與開關(guān)電源控制電路的反饋控制連接，電流檢測(cè)電路與開關(guān)電源電源控制電路共地，不必采用光電耦合器實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電流檢測(cè)電路與開關(guān)電源控制電路之間電氣隔離，這樣開關(guān)電源控制電路的反應(yīng)速度提高，保證了較高的控制精度。
[0011]工作原理:霍爾傳感器的工作原理是磁平衡式，S卩，原邊繞組所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，通過次級(jí)繞組的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，使霍爾元件始終處于檢測(cè)零磁通的狀態(tài)。其工作過程為:當(dāng)原邊繞組有一電流Ip流過時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)Hp被聚磁環(huán)聚磁并感應(yīng)到霍爾元件A上，所產(chǎn)生的信號(hào)輸出UH經(jīng)過放大電路B放大后用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的功率管，并使其導(dǎo)通產(chǎn)生補(bǔ)償電流Is，Is再流過次級(jí)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)Hs，Hs與Hp正好相反，因而補(bǔ)償了原來的磁場(chǎng)，使霍爾器件的輸出逐漸減小，當(dāng)Hs與Hp相等時(shí)，補(bǔ)償電流Is不再增加，此時(shí)霍爾器件指示零磁通狀態(tài)，可以通過Is來測(cè)試Ip。當(dāng)IP變化時(shí)，已達(dá)到的平衡狀態(tài)被破環(huán)，霍爾器件又有信號(hào)輸出，重復(fù)上述過程，從而達(dá)到新的平衡。從磁場(chǎng)失去平衡到再次達(dá)到新的平衡所需的時(shí)間不到Ius。
[0012]如上圖所示，霍爾傳感器原邊為被檢測(cè)線路，匝數(shù)為I ;副邊線圈匝數(shù)為H，因而有IP=H*IS。而后電流處理單元根據(jù)電流取樣單元輸出電流Is得到取樣電壓UM=IS*RM，再根據(jù)電流處理單元的運(yùn)算放大器Ul所構(gòu)成的電壓跟隨器，得到檢測(cè)電壓(即電流采樣電路輸出值)Uci=Um= (Ip* Rm)/H，從而將Uci送入控制電路用以處理，并控制開關(guān)電源。
[0013]工作過程:根據(jù)測(cè)量及控制電路要求，選擇電流處理單元各元件合適的電氣參數(shù)制作電流處理單元。如上圖所示連接，并將被檢測(cè)線路插入霍爾傳感器的聚磁環(huán)內(nèi)，接入供電電源VCC，本裝置即可正常工作。
[0014]以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本實(shí)用新型所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定實(shí)用新型的具體實(shí)施僅限于這些說明。對(duì)本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡(jiǎn)單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置，其特征在于，開關(guān)電源的電流檢測(cè)裝置包括:電流采樣單元和電流處理單元； 電流采樣單元由霍爾傳感器和供電電源VCC組成，其中霍爾傳感器是在聚磁環(huán)上繞次級(jí)繞組，聚磁環(huán)開口處設(shè)置霍爾元件A,霍爾元件A與放大電路B電連接； 次級(jí)繞組的一端與電流處理單元中的運(yùn)算放大器Ul的正輸入端連接，電流處理單元中的輸出端子OUT+、OUT-與控制電路電連接。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK203720232SQ201320790202
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】李永輝, 劉厶源, 張潔喜 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)