[發明專利]一種高精度微電流采樣裝置及方法

在審

• 申請號: 202111334330.0
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114089021A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 王偉平;李有財;鄧秉杰;熊剛;劉湯明;孔騰
• 申請（專利權）人: 福建星云電子股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王牌

1.一種高精度微電流采樣裝置，其特征在于：包括一MCU、一電流采樣電路、一板載電源、一無噪聲電源、一開關K1以及一開關K2；

所述電流采樣電路的一端與MCU連接，另一端與開關K1以及開關K2連接；所述板載電源與開關K1連接；所述無噪聲電源與開關K2連接；所述開關K1、開關K2以及板載電源均與MCU連接。

2.如權利要求1所述的一種高精度微電流采樣裝置，其特征在于：所述電流采樣電路包括一模數轉換芯片U2、一運放OPA2、一電阻R7、一電阻R8、一電阻R9、一電阻R10、一電阻R11以及一電容C3；

所述模數轉換芯片U2的一端與電阻R11連接，另一端與MCU連接；所述電阻R10與電容C3并聯后，一端與電阻R8以及運放OPA2的引腳2連接，另一端與電阻R11以及運放OPA2的引腳3連接；所述電阻R7的一端與電阻R9的一端以及運放OPA2的引腳1連接，另一端與開關K1連接；所述電阻R9的另一端接地。

3.如權利要求2所述的一種高精度微電流采樣裝置，其特征在于：所述電阻R7、電阻R8、電阻R9以及電阻R10均為高精度低溫漂電阻。

4.如權利要求1所述的一種高精度微電流采樣裝置，其特征在于：還包括一紋波噪聲檢測電路、一充電器以及一開關K3；

所述紋波噪聲檢測電路的一端與板載電源連接，另一端與MCU連接；所述充電器的一端與開關K3連接，另一端與無噪聲電源連接；所述開關K3分別與板載電源以及MCU連接。

5.如權利要求4所述的一種高精度微電流采樣裝置，其特征在于：所述紋波噪聲檢測電路包括一模數轉換芯片U1、一運放OPA1、一電阻R1、一電阻R2、一電阻R3、一電阻R4、一電阻R5、一電阻R6、一電容C1以及一電容C2；

所述模數轉換芯片U1的一端與電阻R6連接，另一端與MCU連接；所述運放OPA1的引腳1與電阻R2以及電阻R4的一端連接，引腳2與電阻R3以及電阻R5連接，引腳3與電阻R5以及電阻R6連接；所述電容C1的一端與電阻R1以及電阻R2連接，另一端與板載電源連接；所述電容C2的一端與電阻R1以及電阻R3連接，另一端與板載電源連接；所述電阻R4的另一端接地。

6.如權利要求5所述的一種高精度微電流采樣裝置，其特征在于：所述電阻R2、電阻R3、電阻R4以及電阻R5均為高精度低溫漂電阻。

7.如權利要求1所述的一種高精度微電流采樣裝置，其特征在于：所述無噪聲電源為充電電池、不可充電電池或者超級電容。

8.一種高精度微電流采樣方法，其特征在于：所述方法需使用如權利要求1至7任一項所述的采樣裝置，包括如下步驟：

步驟S10、MCU設定一電量閾值，并計算紋波噪聲上限值；

步驟S20、MCU基于接收的檢測指令判斷需要采樣的電流信號類型，若為大電流信號，則進入步驟S30；若為微電流信號，則進入步驟S40；

步驟S30、MCU閉合開關K1，通過板載電源給電流采樣電路供電，進而利用電流采樣電路進行大電流信號的采樣；

步驟S40、MCU通過紋波噪聲檢測電路檢測板載電源的實時噪聲值，判斷所述實時噪聲值是否小于紋波噪聲上限值，若是，則MCU閉合開關K1，通過板載電源給電流采樣電路供電，進而利用電流采樣電路進行微電流信號的采樣；若否，則進入步驟S50；

步驟S50、MCU所述電量閾值對無噪聲電源的電量進行驗證后，閉合開關K2，通過無噪聲電源給電流采樣電路供電，進而利用電流采樣電路進行微電流信號的采樣。