[發明專利]一種測量大電流的智能傳感器

有效

• 申請號: 201210479277.8
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN102944737A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 徐冬平;王麗芳;王立業
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R1/44;G01R15/22;G01R1/30
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種測量大電流的智能傳感器，其特征在于所述的智能傳感器中包含大功率采樣電阻（R1）、信號處理濾波電路、溫度測量模塊、帶有CPU處理器的AD?芯片、數字隔離及DC/DC轉換模塊，以及主CPU及CAN通訊模塊；大功率采樣電阻（R1）將流過所述的大功率采樣電阻（R1）的電流信號I轉換成電壓信號U，電壓信號經過信號處理濾波電路，輸入帶有CPU處理器的AD芯片（U9）；溫度測量模塊通過NTC熱敏電阻（R23）測量大功率采樣電阻（R1）的表面溫度，并將溫度信號轉換成電壓信號，輸入所述的AD?芯片（U9）；AD芯片（U9）將電流測量的電壓信號及溫度測量的電壓信號轉換成數字信號，經過數字濾波后，通過數字隔離及DC/DC轉換模塊和主CPU及CAN通訊模塊通信，主CPU及CAN通訊模塊通過隔離SPI接口接收所述的AD?芯片（U9）的數字信號，最終通過CAN通訊模塊將測量得到的電流信號通過CAN接口發送出去。

2.根據權利要求1所述的測量大電流的智能傳感器，其特征在于所述的NTC熱敏電阻（R23）固定在大功率采樣電阻（R1）表面；所述的AD芯片的溫度測量通道測量NTC熱敏電阻兩端的電壓變化，計算得出大功率采樣電阻（R1）的溫度；所計算得到的大功率采樣電阻（R1）的溫度，用來對大功率采樣電阻（R1）的阻值進行溫度漂移校準。

3.根據權利要求1所述的測量大電流的智能傳感器，其特征在于所述的數字隔離及DC/DC轉換模塊中，采用DC/DC電壓隔離電源芯片（U4）將輸入的+5V電壓VCC轉換成隔離的+5V電壓VISO，給大功率采樣電阻（R1）、信號處理濾波電路、溫度測量模塊和帶有CPU處理器的AD?芯片供電；所述的DC/DC電壓隔離芯片（U4）的1管腳和7管腳接輸入+5V電壓VCC；第十電容（C18）、第十一電容（C19）接DC/DC電壓隔離芯片（U4）的1管腳和7管腳VDD1；第十二電容（C14）、第十三電容（C20）接DC/DC電壓隔離芯片（U4）的1管腳和7管腳VDD1；DC/DC電壓隔離芯片U4的（16）管腳輸出+5V電壓VISO，DC/DC電壓隔離芯片（U4）的13管腳、10管腳分別接VISO。

4.根據權利要求1所述的測量大電流的智能傳感器，其特征在于所述的數字隔離及DC/DC轉換模塊中，采用光耦（U3、U1、U6）對帶有CPU處理器的AD芯片輸出的SPI數字信號進行隔離；SPI數字隔離第一光耦（U3）的3管腳接第一電阻（R7）的一端，第一電阻（R7）的另一端接帶有CPU處理器的AD芯片(U9)的24腳MOSI；SPI數字隔離第二光耦（U1）的3管腳接第二電阻（R3），第二電阻（R3）接AD芯片（U9）的22腳SCLK；第三光耦（U6）的3管腳接第三電阻R8，第三電阻（R8）接AD芯片（U9）的21管腳SS；第一光耦（U3）的6管腳OUT通過第十一電阻（R9）接VCC，第一光耦（U3）的6管腳OUT接CPU處理器（U2）的15管腳MOSI，第二光耦（U1）的6管腳OUT通過第四電阻（R4）接VCC；第二光耦（U1）的6管腳OUT接單片機(U2)的14管腳SPSCK，第三光耦（U6）的6管腳OUT通過第五電阻（R12）接VCC，第三光耦（U6）的6管腳OUT接單片機（U2）的13管腳SS。

5.根據權利要求1所述的測量大電流的智能傳感器，其特征在采用CAN收發器（U5）發送測量得到的電流信號；CAN收發器（U5）的1管腳TXD接主CPU的21管腳TXCAN，CAN收發器（U5）的4管腳RXD接主CPU的22管腳RXCAN；通過雙向TVS(U8)將CAN收發器（U5）的7管腳CANH和6管腳CANL接地。