本實(shí)用新型涉及脈沖電流技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種脈沖電流采樣電路。

背景技術(shù)：

隨著開關(guān)電源技術(shù)的不斷更新與快速發(fā)展，以及大功率半導(dǎo)體器件的小型化與高頻化、高可靠性化，高頻高壓開關(guān)電源已涉透到多行多業(yè)，在脈沖功率電子系統(tǒng)中，如脈沖調(diào)制器、脈沖激光器、電磁軌道炮等都對(duì)脈沖電流采樣的精度要求越來越高，而傳統(tǒng)的脈沖電流取樣是采用RC濾波、采用專用的有效值電流取樣芯片或是采用峰值保持電路進(jìn)行脈沖電流檢測(cè)取樣，這些電流取樣方式往往因被取樣脈沖電流處于不連續(xù)模式，電流變化周期不固定等因素，而造成電流取樣誤差范圍偏大、電流取樣比例變化大、以及電流取樣非線性范圍大，進(jìn)而使得脈沖電流取樣精度很難得到提高，如果采用高速數(shù)字與模擬結(jié)合的電流采樣方式或者采用更高規(guī)模的集成電流采樣控制芯片，則成本與電路復(fù)雜性將會(huì)偏高，因而簡單有效、成本較低且精確的脈沖電流取樣電路，在諧振式充電電源與各種脈沖電源中是非常重要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述缺陷，提供一種脈沖電流采樣電路，以達(dá)到簡單有效、成本較低、易于實(shí)現(xiàn)并且能夠精確的進(jìn)行電流采樣。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種脈沖電流采樣電路，其特征在于：包括輸入電壓跟隨器電路、濾波電路、采樣保持器和延時(shí)電路，所述輸入電壓跟隨器電路的輸入端輸入脈沖電流的電壓采樣信號(hào)，所述輸入電壓跟隨器電路的輸出端通過濾波電路連接采樣保持器的信號(hào)輸入端，脈沖電流控制信號(hào)經(jīng)延時(shí)電路輸入到采樣保持器的控制端，所述采樣保持器的輸出端輸出脈沖電流的采樣信號(hào)。

所述采樣保持器輸出端連接濾波電路，采樣保持器輸出的脈沖采樣信號(hào)經(jīng)濾波電路后輸出。

優(yōu)選地，所述的濾波電路為RC濾波電路。

所述的延時(shí)電路對(duì)脈沖電流控制信號(hào)的前沿進(jìn)行延時(shí)。

優(yōu)選地，所述的脈沖電流的電壓采樣信號(hào)通過互感器采集。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為該脈沖電流采樣電路實(shí)現(xiàn)簡單，成本低，能夠有效避免脈沖電流無效期間對(duì)電流采樣值的影響，有效避免脈沖電流處于不連續(xù)模式、電流變化周期不固定等因素對(duì)電流采樣的影響，從而提高了脈沖電流的采樣精度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖

圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖

圖3為本實(shí)用新型中脈沖電流采樣電路的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步敘述。

如圖1所示，一種脈沖電流采樣電路，包括輸入電壓跟隨器、濾波電路、采樣保持器電路和延時(shí)電路，輸入電壓跟隨器的輸入端輸入脈沖電流的電壓采樣信號(hào)，輸入電壓跟隨器的輸出端連接濾波電路，濾波電路輸出端連接采樣保持器的信號(hào)輸入端，脈沖電流控制信號(hào)經(jīng)延時(shí)電路后輸入到采樣保持器的控制信號(hào)輸入端，采樣保持器輸出的脈沖電流采樣信號(hào)經(jīng)濾波電路進(jìn)行濾波處理后輸出，輸出的脈沖電流采樣信號(hào)可用于其它電路對(duì)脈沖電流進(jìn)行檢測(cè)控制。脈沖電流的電壓采樣信號(hào)通過電壓互感器實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)的采集。采樣保持器芯片型號(hào)為可采用LF398芯片來實(shí)現(xiàn)。

濾波電路采用RC濾波電路形式組成。延時(shí)電路對(duì)脈沖電流控制信號(hào)的時(shí)序的前沿進(jìn)行延時(shí)，以解決實(shí)際電流輸出相對(duì)控制電路有一定滯后性，直接用脈沖電流控制信號(hào)作電流采樣控制信號(hào)，會(huì)引起電流采樣失真問題。如圖2所示，P1為脈沖電流控制信號(hào)，P3為經(jīng)延時(shí)電路對(duì)P1的脈沖前沿進(jìn)行延時(shí)后的信號(hào)即電流采樣控制信號(hào)，圖中電流采樣控制信號(hào)的前沿略滯后脈沖電流控制信號(hào)。這樣在脈沖信號(hào)高電平期間(即脈沖電流有效期間)，其采樣保持器處于實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，得到的電流測(cè)量采樣輸出值是輸入電流經(jīng)過RC濾波后電流值，在脈沖信號(hào)低電平期間(即脈沖電流無效期間)，由于采樣保持器的采樣保持作用，測(cè)量電流是上個(gè)脈沖電流有效期間電流值，但下一個(gè)周期脈沖信號(hào)高電平期間，采樣電流將采樣周期中輸入電流經(jīng)過RC濾波后電流值與上一個(gè)脈沖電流有效期間電流值疊加值，這樣有效避免了脈沖電流無效期間對(duì)電流采樣值的影響，也就是有效避免了脈沖電流處于不連續(xù)模式，電流變化周期不固定等因素對(duì)電流采樣的影響，從而提高了脈沖電流采樣精度。

如圖2所示，為本實(shí)用新型的一種電路具體實(shí)施方式，在正確反應(yīng)脈沖電流的電壓信號(hào)的電壓采樣信號(hào)輸入到由比較器組成的電壓跟隨器的輸入端，脈沖電流的電壓采樣信號(hào)如圖3中的P2所示，在圖3中P1為脈沖電流控制信號(hào)，P3為經(jīng)延時(shí)電路后形成的脈沖電流采樣控制信號(hào)，P4為采樣數(shù)出的電壓信號(hào)時(shí)序。如圖2所示，脈沖電流的電壓采樣信號(hào)P2經(jīng)PLUS-IIN輸入到電壓跟隨器N3的第3引腳，經(jīng)電壓跟隨器的第1引腳輸出濾波電路，濾波電路由電阻R4和電容C3組成，形成RC濾波器，電壓跟隨器N3的第3引腳輸出電壓信號(hào)經(jīng)R4C3形成的濾波電路路后加載到采樣保持器的信號(hào)輸入端，即采樣保持器N2的第3引腳；脈沖電流控制信號(hào)P1經(jīng)過DR-IN輸入到與門電路N1-A的第1引腳，同時(shí)經(jīng)過由R1V1C1構(gòu)成的前沿延時(shí)電路路輸入到與門電路的第2引腳，形成脈沖電流采樣控制信號(hào)P3由與門電路N1-A的第3引腳輸出，輸出的信號(hào)在分別輸入到與門電路N1-B的第5引腳和第6引腳后由與門電路N1-B的第4引腳輸出，此時(shí)的電流采樣控制信號(hào)更為接近理想的控制信號(hào)，N1-B的第4引腳經(jīng)限流電阻R2連接到采樣保持器的采樣控制輸入端，即N2的第8引腳。采樣保持器N2的輸出端經(jīng)過電阻R5和電容C4組成的RC濾波器后經(jīng)VOUT輸出采樣后的電壓信號(hào)P4。

脈沖電流的電壓采樣信號(hào)PLUS-IIN是來源于脈沖電流互感器、霍爾電流傳感器、由電流采樣電阻采樣的小信號(hào)經(jīng)前置放處理后等等表征脈沖電流的電壓信號(hào)。脈沖電流控制信號(hào)DR-IN是由專門的脈沖控制電路形成，也可以由DSP、MCU、CPLD、FPGA等集成化可編程控制器件直接形成，時(shí)序是與被測(cè)脈沖電流信號(hào)主控信號(hào)，即兩者是同步的。第一個(gè)與門主要作用是形成脈沖前沿延時(shí)，第二個(gè)與門主要作用時(shí)，使第一個(gè)與門處理出來的脈沖信號(hào)更為陡峭。

通過本實(shí)施例的脈沖電路采樣電路，實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)高電平期間(即脈沖電流有效期間，P4的B區(qū)域)，其采樣保持器處于實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，得到的電流測(cè)量值是輸入電流經(jīng)過RC濾波后電流值，在脈沖信號(hào)低電平期間(即脈沖電流無效期間，P4的A區(qū)域)，由于采樣保持器的采樣保持作用，測(cè)量電流是上個(gè)脈沖電流有效期間電流值，但下一個(gè)周期脈沖信號(hào)高電平期間，采樣電流將采樣周期中輸入電流經(jīng)過RC濾波后電流值與上一個(gè)脈沖電流有效期間電流值疊加值，從而形成穩(wěn)定的近似直流電壓信號(hào)P4，經(jīng)R5C4濾波后，由VOUT端輸出。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。