直流电流检测电路和交流电流检测电路的制作方法

1.本技术涉及电流检测领域，尤其是涉及一种直流电流检测电路和交流电流检测电路。


背景技术：

2.目前， 随着科技的发展，电子设备应用越来越广泛和人民的生活息息相关，电子设备的稳定安全是我们日常生活和工作的正常进行的保障，并备受关注。在电子设备或器件中，当电流大于某数值时，可能导致设备或器件的烧毁或无法正常工作，需要对这些设备或器件中传输的电流进行检测并及时做出相应措施。其中，最重要的是如何准确的检测电流，无论电流是交流电，还是直流电。如果不精准的检测，就谈不上能够作出应有的保护。


技术实现要素：

3.为了精准的对直流电或交流电的电流大小作出检测，本技术提供了一种直流电流检测电路和交流电流检测电路。
4.本技术提供的一种直流电流检测电路，采用如下的技术方案：
5.第一方面，提供一种直流电流检测电路，包括被检测直流电流流过的第一电阻r1；还包括：依次连接的直流电压源vs、电压跟随器1、第二电阻r2、反相放大器u2、第三电阻r3、计算流经所述第一电阻r1的直流电流的计算单元u3；
6.输出与所述直流电压源vs的电压相等的第一电压的电压跟随器1的输出端连接有第一电阻r1的一端；所述第一电阻r1的另一端通过第四电阻r4连接反相放大器u2的反相输入端；
7.第二电阻r2与反相放大器u2的正相输入的连接处，还设置有与地连接的第一电容c1；
8.所述反相放大器u2的反相输入端和所述反相放大器u2的输出端之间连接有第五电阻r5；
9.第三电阻r3与计算单元u3的连接处，还设置有与地连接的第六电阻r6。
10.优选的，还包括在第三电阻r3与计算单元u3的连接处，设置有限流二极管d1；所述限流二极管d1的阴极连接所述直流电压源vs；所述限流二极管d1的阳极连接所述计算单元u3。
11.优选的，所述电压跟随器1采用运算放大器u1实现；所述直流电压源vs连接所述运算放大器u1的正相输入端；所述运算放大器u1的反相输入端和所述运算放大器u1的输出端连接。
12.第二方面，还提供一种交流电流检测电路，包括被检测交流电流流过的第一电阻r1；还包括：依次连接的直流电压源vs、电压跟随器1、第二电阻r2、反相放大器u2、第三电阻r3、计算流经所述第一电阻r1的交流电流的计算单元u3；
13.输出与所述直流电压源vs的电压相等的第一电压的电压跟随器1；所述电压跟随
器1的输出端连接有第一电阻r1的一端；所述第一电阻r1的另一端通过第四电阻r4连接反相放大器u2的反相输入端；
14.第二电阻r2与反相放大器u2的正相输入的连接处，还设置有与地连接的第一电容c1；
15.所述反相放大器u2的反相输入端和所述反相放大器u2的输出端之间连接有第五电阻r5；
16.第三电阻r3与计算单元u3的连接处，还设置有与地连接的第六电阻r6；
17.所述电压跟随器1的输出端与地之间，还设置有滤除交流的第二电容c2。
18.优选的，还包括在第三电阻r3与计算单元u3的连接处，设置有限流二极管d1；所述限流二极管d1的阴极连接所述直流电压源vs；所述限流二极管d1的阳极连接所述计算单元u3。
19.优选的，所述电压跟随器1采用运算放大器u1实现；所述直流电压源vs连接所述运算放大器u1的正相输入端；所述运算放大器u1的反相输入端和所述运算放大器u1的输出端连接。
20.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
21.1.采用电压跟随器1作为检测电流电路的前端，压制高压对检测电流电路的影响；避免了采用霍尔电流传感器时，高压对检测电路的影响。
22.2.可以精准的对直流电流检测；
23.3.可以精准的对交流电流检测，并且不会受到外界的瞬间的高压的影响；
24.4.电路构成简单，并且，精准度高。
附图说明
25.图1是直流电流检测电路第一实施例图；
26.图2是直流电流检测电路第二实施例图；
27.图3是交流电流检测电路第一实施例图；
28.图4是交流电流检测电路第二实施例图。
29.附图标记说明：1、电压跟随器。
具体实施方式
30.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
31.第一方面，如图1所示，提供一种直流电流检测电路，包括被检测直流电流流过的第一电阻r1；还包括：依次连接的直流电压源vs、电压跟随器1、第二电阻r2、反相放大器u2、第三电阻r3、计算流经所述第一电阻r1的直流电流的计算单元u3；
32.输出与所述直流电压源vs的电压相等的第一电压的电压跟随器1的输出端连接有第一电阻r1的一端；所述第一电阻r1的另一端通过第四电阻r4连接反相放大器u2的反相输入端；
33.第二电阻r2与反相放大器u2的正相输入的连接处，还设置有与地连接的第一电容
c1；
34.所述反相放大器u2的反相输入端和所述反相放大器u2的输出端之间连接有第五电阻r5；
35.第三电阻r3与计算单元u3的连接处，还设置有与地连接的第六电阻r6。
36.在本实施例中，采用电压跟随器1的目的是为了保证直流电压源vs的输出电压能够有保证的输出到第二电阻r2；众所周知，电压跟随器1的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低。电压跟随器1输出信号基本等同于输入信号，但提高了带负载能力。在本实施例中，反相放大器u2的输出端没有加电源电压，所以，反相放大器u2的正相输入端和反相输入端电压相等；由于正相输入端与地之间连接有第一电容c1，所以，正相输入端的电压为略小于电压跟随器1的输出电压，即略小于第一电压的第二电压。在本实施例中，第一电压为+5v。同时，反相输入端的电压也为第二电压。直流电流从电压跟随器1的输出端依次流经第一电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r5、第三电阻r3、第六电阻r6。计算单元u3通过获取第六电阻r6的电压，得到输出电压。计算单元u3利用输出电压值计算流经第三电阻r3的第一电流i1，通过第一电流i1计算得到第四电阻r4的第三电压；计算电压跟随器1输出的第一电压和第三电压的差值，利用第一电压和第三电压的差值，除以第一电阻r1的阻值，得到流经第一电阻r1的电流i2。在本实施例中，第一电阻r1即是电流检测电路的采样电阻。
37.优选的，如图2所示，还包括在第三电阻r3与计算单元u3的连接处，设置有限流二极管d1；所述限流二极管d1的阴极连接所述直流电压源vs；所述限流二极管d1的阳极连接所述计算单元u3。在本实施例中，设置限流二极管d1的目的是限制反相放大器u2的输出端，没有电源电压；这样，才能保证反相放大器u2的反相输入端的电压和正相输入端的电压相等。在本实施例中，直流电压源vs的电压为+5v。
38.优选的，所述电压跟随器1采用运算放大器u1实现；所述直流电压源vs连接所述运算放大器u1的正相输入端；所述运算放大器u1的反相输入端和所述运算放大器u1的输出端连接。采用运算放大器u1来实现电压跟随器1，而不是其他器件，例如晶体管放大器。因为，运算放大器u1的输入阻抗近似于无穷大，输出端的电阻近似为零。这样能做到很好地阻抗隔离作用。
39.在本实施例中，计算单元u3包括：muc、cpu、dsp获fpga等所有具有计算功能的电子元器件。
40.本实施例中，测试的是直流电流流经第一电阻r1的电流。
41.第二方面，如图3所示，还提供一种交流电流检测电路，包括被检测交流电流流过的第一电阻r1；还包括：依次连接的直流电压源vs、电压跟随器1、第二电阻r2、反相放大器u2、第三电阻r3、计算流经所述第一电阻r1的交流电流的计算单元u3；
42.输出与所述直流电压源vs的电压相等的第一电压的电压跟随器1；所述电压跟随器1的输出端连接有第一电阻r1的一端；所述第一电阻r1的另一端通过第四电阻r4连接反相放大器u2的反相输入端；
43.第二电阻r2与反相放大器u2的正相输入的连接处，还设置有与地连接的第一电容c1；
44.所述反相放大器u2的反相输入端和所述反相放大器u2的输出端之间连接有第五电阻r5；
45.第三电阻r3与计算单元u3的连接处，还设置有与地连接的第六电阻r6；
46.所述电压跟随器1的输出端与地之间，还设置有滤除交流的第二电容c2。本实施例中，除了增设的第二电容c2以外，其他部分均与直流电流检测电路中的器件，以及连接关系相同。增设了第二电容c2后，交流电流经第一电阻r1后，依次流经第四电阻r4、第五电阻r5、第三电阻r3、第六电阻r6。而由于有第一电容c1、第二电容c2的存在，交流电流在电压跟随器1的输出端，以及反相放大器u2的正相输出端均被滤除了。
47.优选的，如图4所示，还包括在第三电阻r3与计算单元u3的连接处，设置有限流二极管d1；所述限流二极管d1的阴极连接所述直流电压源vs；所述限流二极管d1的阳极连接所述计算单元u3。
48.优选的，所述电压跟随器1采用运算放大器u1实现；所述直流电压源vs连接所述运算放大器u1的正相输入端；所述运算放大器u1的反相输入端和所述运算放大器u1的输出端连接。
49.在本实施例中，计算单元u3包括：muc、cpu、dsp获fpga等所有具有计算功能的电子元器件。
50.本实施例中，测试的是交流电流流经第一电阻r1的电流。
51.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
52.1.采用电压跟随器1作为检测电流电路的前端，压制高压对检测电流电路的影响；避免了采用霍尔电流传感器时，高压对检测电路的影响。
53.2.可以精准的对直流电流检测；
54.3.可以精准的对交流电流检测，并且不会受到外界的瞬间的高压的影响；
55.4.电路构成简单，并且，精准度高。
56.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

技术特征：
1.一种直流电流检测电路，其特征在于，包括被检测直流电流流过的第一电阻r1；还包括：依次连接的直流电压源vs、电压跟随器（1）、第二电阻r2、反相放大器u2、第三电阻r3、计算流经所述第一电阻r1的直流电流的计算单元u3；电压跟随器（1）的输出端连接有第一电阻r1的一端；所述第一电阻r1的另一端通过第四电阻r4连接反相放大器u2的反相输入端；电压跟随器（1）输出与所述直流电压源vs的电压相等的第一电压；第二电阻r2与反相放大器u2的正相输入的连接处，还设置有与地连接的第一电容c1；所述反相放大器u2的反相输入端和所述反相放大器u2的输出端之间连接有第五电阻r5；第三电阻r3与计算单元u3的连接处，还设置有与地连接的第六电阻r6。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括在第三电阻r3与计算单元u3的连接处，设置有限流二极管d1；所述限流二极管d1的阴极连接所述直流电压源vs；所述限流二极管d1的阳极连接所述计算单元u3。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压跟随器（1）采用运算放大器u1实现；所述直流电压源vs连接所述运算放大器u1的正相输入端；所述运算放大器u1的反相输入端和所述运算放大器u1的输出端连接。4.一种交流电流检测电路，其特征在于，包括被检测交流电流流过的第一电阻r1；还包括：依次连接的直流电压源vs、电压跟随器（1）、第二电阻r2、反相放大器u2、第三电阻r3、计算流经所述第一电阻r1的交流电流的计算单元u3；电压跟随器（1）的输出端连接有第一电阻r1的一端；所述第一电阻r1的另一端通过第四电阻r4连接反相放大器u2的反相输入端；电压跟随器（1）输出与所述直流电压源vs的电压相等的第一电压；第二电阻r2与反相放大器u2的正相输入的连接处，还设置有与地连接的第一电容c1；所述反相放大器u2的反相输入端和所述反相放大器u2的输出端之间连接有第五电阻r5；第三电阻r3与计算单元u3的连接处，还设置有与地连接的第六电阻r6；所述电压跟随器（1）的输出端与地之间，还设置有滤除交流的第二电容c2。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，还包括在第三电阻r3与计算单元u3的连接处，设置有限流二极管d1；所述限流二极管d1的阴极连接所述直流电压源vs；所述限流二极管d1的阳极连接所述计算单元u3。6.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电压跟随器（1）采用运算放大器u1实现；所述直流电压源vs连接所述运算放大器u1的正相输入端；所述运算放大器u1的反相输入端和所述运算放大器u1的输出端连接。

技术总结
本申请涉及一种直流电流检测电路和交流电流检测电路，包括直流电流检测电路，包括被检测直流电流流过的第一电阻R1；还包括：依次连接的直流电压源Vs、电压跟随器1、第二电阻R2、反相放大器U2、第三电阻R3、计算流经所述第一电阻R1的直流电流的计算单元U3；输出与所述直流电压源Vs的电压相等的第一电压的电压跟随器1的输出端连接有第一电阻R1的一端；所述第一电阻R1的另一端通过第四电阻R4连接反相放大器U2的反相输入端；第二电阻R2与反相放大器U2的正相输入的连接处，还设置有与地连接的第一电容C1。本申请具有能够精准检测直流电流和交流电流的效果。和交流电流的效果。和交流电流的效果。


技术研发人员：高琴 蒋新忠
受保护的技术使用者：山克新能源科技（深圳）有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/9/16