[發明專利]一種小型電壓電流隔離監測模塊

在審

• 申請號: 201910976680.3
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110618310A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 全浩軍;所玉君;崔建飛
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01K13/00;G05B19/042
• 代理公司: 11011 中國兵器工業集團公司專利中心
• 代理人: 劉二格

本發明公開了一種小型電壓電流隔離監測模塊，電壓監測時，單片機子模塊采集隔離運放芯片輸出的電壓值，同時采集溫度，并根據溫度和隔離運放芯片的增益隨溫度變化數據得到當前隔離運放增益值，根據增益值和采集到的隔離運放輸出電壓值計算隔離運放輸入電壓值，之后根據分壓電阻分壓比例計算輸入監測電壓Vin+電壓值；電流監測時，單片機子模塊采集電壓跟隨器輸出的電壓值，并根據該電壓值和電流傳感IC的電流?電壓計算公式得到輸入電流量。本發明同時支持電壓電流溫度監測、報警條件設定、采集數據輸出和可編程IO功能，具有電氣隔離、占用面積小和功能豐富、通用性強等優點。

技術領域

本發明屬于電路設計技術領域，涉及一種小型電壓電流隔離監測模塊。

背景技術

電壓電流監測是判斷電路工作穩定性的重要手段，現有的隔離電壓電流監測模塊多體積較大、不便使用，而小型電壓電流監測模塊又多采用非隔離方式實現，其帶來了干擾和電磁兼容性問題。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是：針對現有電壓電流監測模塊存在的諸多問題，提供一種小型電壓電流隔離監測模塊。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種小型電壓電流隔離監測模塊，包括電壓采集子模塊、電流采集子模塊和單片機子模塊；

所述電壓采集子模塊由高精度分壓電阻和隔離運放構成；

所述電流采集子模塊由電流傳感IC、運放和相關外圍電路構成，其中運放搭建電壓跟隨器，用于增強電流傳感IC輸出電壓的驅動能力；

所述單片機子模塊由支持溫度采集、兩路ADC、一路UART的單片機和相關外圍電路構成。

所述小型電壓電流隔離監測模塊對外引出如下管腳：

隔離電壓監測5V供電引腳：VDD1

隔離電壓監測5V供電地引腳：GND1

隔離電壓監測電壓輸入引腳：Vin+

隔離電流監測電流輸入引腳：Iin+

隔離電流監測電流輸出引腳：Iin-

3.3V供電引腳：VDD2

3.3V供電地引腳：GND2

UART發送引腳：TX

UART接收引腳：RX

監測報警引腳：ALARM

可編程IO引腳：IO

所述小型電壓電流隔離監測模塊連接關系如下：

VDD1和GND1連接電壓采集子模塊，為其中的隔離運放輸入端供電；

Vin+連接電壓采集子模塊，其通過高精度分壓電阻分壓后連接隔離運放輸入端；

Iin+和Iin-連接電流采集子模塊，其分別接電流傳感IC的電流輸入和輸出端；

VDD2和GND2連接電壓采集子模塊、電流采集子模塊和單片機子模塊，其為電壓采集子模塊的輸出端和電流采集子模塊、單片機子模塊供電；VDD2、GND2與VDD1、GND1完全隔離。

TX、RX、ALARM和IO連接單片機子模塊，其中TX和RX分別連接單片機對應UART功能的發送和接收引腳；

電流傳感IC電壓輸出引腳連接由運放搭建的電壓跟隨器的輸入端，電壓跟隨器的輸出端連接單片機的一路ADC輸入引腳。

電壓采集子模塊輸出電壓連接單片機的另一路ADC輸入引腳；