一种电流检测装置及系统的制作方法
一种电流检测装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路技术领域，更具体地说，涉及一种电流检测装置及系统。
【背景技术】
[0002]目前，空调中的电流检测装置的实现方式为，将一个小电阻串联进电流回路，通过简单的分压采集该小电阻两端的交流电压，对该交流电压进行滤波处理后输出至微控制器，由微控制器根据电压值确定流过该小电阻的电流的有效值。
[0003]但是，目前的电流检测装置需要与待检测电路共地，因此无法与待检测的电流回路相隔离，容易引入干扰。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种电流检测装置，以隔离待检测电流回路，从而避免引入干扰。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
[0006]一种电流检测装置，包括:
[0007]将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；
[0008]与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；
[0009]与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；
[0010]与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端相连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；
[0011 ] 与所述差分放大电路相连接的滤波电路。
[0012]上述装置，优选的，还包括:
[0013]与所述电流传感器的供电电源和所述电源地相连接的第三滤波电容。
[0014]上述装置，优选的，所述差分放大电路包括:
[0015]运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中，
[0016]所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接；
[0017]所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接；
[0018]所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接；
[0019]所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接；
[0020]所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。
[0021]上述装置，优选的，所述滤波电路为RC滤波电路。
[0022]一种三相电流检测系统，包括:三个电流检测装置和与所述三个电流检测装置相连接的微控制器，所述三个电流检测装置中的第一电流检测装置用于检测第一相待检测电流，所述三个电流检测装置中的第二电流检测装置用于检测第二相待检测电流，所述三个电流检测装置中的第三电流检测装置用于检测第三相待检测电流；其中，
[0023]所述电流检测装置包括:将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；与所述差分放大电路相连接的滤波电路；
[0024]所述微控制器分别与所述第一电流检测装置中的滤波电路、所述第二电流检测装置中的滤波电路和所述第三电流检测装置的滤波电路相连接，包括:采样模块，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压、所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压，以及所述第三电流检测装置输出的与第三相待检测电流相对应的第三相电压进行采样，以获取第一相数字电压、第二相数字电压和第三相数字电压；转换模块，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流，将所述第三相数字电压转换为第三相数字电流；电流值确定模块，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。
[0025]上述系统，优选的，所述电流检测装置还包括:
[0026]与所述电流传感器的供电电源和电源地相连接的第三滤波电容。
[0027]上述系统，优选的，所述差分放大电路包括:
[0028]运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中，
[0029]所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接；
[0030]所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接；
[0031]所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接；
[0032]所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接；
[0033]所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。
[0034]一种三相电流检测系统，包括:两个电流检测装置和与所述两个电流检测装置相连接的微控制器，所述两个电流检测装置中的第一电流检测装置用于检测第一相待检测电流，所述两个电流检测装置中第二电流检测装置用于检测第二相待检测电流；其中，
[0035]所述电流检测装置包括:将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；与所述差分放大电路相连接的滤波电路；
[0036]所述微控制器分别与所述第一电流检测装置中的滤波电路和所述第二电流检测装置中的滤波电路相连接，包括:采样模块，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压和所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压进行采样，以获取第一相数字电压和第二相数字电压；转换模块，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流；第三相电流获取模块，用于根据所述第一相数字电流和所述第二相数字电流获取第三相数字电流；电流值确定模块，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。
[0037]上述系统，优选的，所述电流检测装置还包括:
[0038]与所述电流传感器的供电电源和电源地相连接的第三滤波电容。
[0039]上述系统，优选的，所述差分放大电路包括:
[0040]运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中，
[0041]所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的 输出端相连接；
[0042]所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接；
[0043]所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接；
[0044]所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接；
[0045]所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。
[0046]通过以上方案可知，本申请提供的一种电流检测装置，不需要接入小电阻，而是通过电流传感器将待检测的交流电流转换为交流电压，然后通过滤波电容滤波后通过差分放大电路进行放大，经过差分放大电路放大后的信号经过滤波电路输出至微处理器。其中，电流传感器自身能够隔离待检测电流回路的一部分干扰，与所述互感器相连接的由滤波电容、差分放大电路和滤波电路构成的模拟电路对电流传感器输出的信号做进一步处理，能够进一步滤除干扰。
【附图说明】
[0047]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048]图1为本申请实施例提供的电流检测装置的一种结构示意图；
[0049]图2为本申请实施例提供的电流检测装置的另一种结构示意图；
[0050]图3为本申请实施例提供的差分放大电路的一种结构示意图；
[0051]图4为本申请实施例提供的电流检测装置的一种具体结构示意图；
[0052]图5为本申请实施例提供的三相电流检测系统的一种结构示意图；
[0053]图6为本申请实施例提供的三相电流检测系统的另一种结构示意图。
[0054]说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三” “第四”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。
【具体实施方式】
[0055]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0056]请参阅图1，图1为本申请实施例提供的电流检测装置的一种结构示意图，本申请实施例提供的电流检测装置可以包括:
[0057]电流传感器11，第一滤波电容12，第二滤波电容13，差分放大电路14和滤波电路15 ;其中，
[0058]电流传感器11用于将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号，该电流传感器11包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；
[0059]空调内的压缩机的电源线上使用一次互感器，该一次互感器将压缩机的数百安培的电流转换成较小的交流电流信号，该较小的交流电流信号一般为O?5A，本申请实施例中，所述待检测的交流电流信号就是由该一次互感器输出的交流电流信号。
[0060]第一滤波电容12与电流传感器11的交流电压信号输出端(即Vout端)和电源地相连接，用于对电流传感器11的交流电压信号输出端输出的信号进行滤波。
[0061]第二滤波电容13与电流传感器11的参考电压信号输出端(即Vref端)和所述电源地相连接，用于对电流传感器11的参考电压信号输出端输出的信号进行滤波。
[0062]差分放大电路14与电流传感器11的交流电压信号输出端和参考电压信号输出端相连接，用于对电流传感器11的输出信号进行差分放大。其中，电流传感器11的交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端。
[0063]滤波电路15与差分放大电路14相连接，用于对差分放大电路14的输出的信号进行滤波。
[0064]经滤波电路15滤波后的电压信号输入至微控制器，由微控制器根据电压值计算出电流值。
[0065]本申请提供的一种电流检测装置，不需要接入小电阻，而是通过电流传感器将待检测的交流电流转换为交流电压，因此，不存在电流检测装置与待检测电流回路共地的问题。交流互感器的输出信号通过滤波电容滤波后通过差分放大电路进行放大，经过差分放大电路放大后的信号经过滤波电路滤波后输出至微处理器。其中，电流传感器自身能够隔离待检测电流回路的一部分干扰，与所述互感器相连接的由滤波电容、差分放大电路和滤波电路构成的模拟电路对电流传感器输出的信号做进一步处理，能够进一步滤除干扰。也就是说，本申请实施例通过电流传感器与模拟电路相结合，有效隔离强电的干扰的同时，对电流信号进行放大，增加了所采集电流的分辨率。
[0066]上述实施例中，为避免电流传感器的供电电源可能引入的干扰，本申请实施例提供的电流检测装置的另一种结构示意图如图2所示，还可以包括:
[0067]与所述电流传感器11的供电电源和所述电源地相连接的第三滤波电容21。
[0068]上述实施例中，滤波电路15可以为模拟滤波电路，优选的，滤波电路15可以为RC滤波电路。
[0069]上述实施例中，优选的，差分放大电路14的一种结构示意图如图3所示，可以包括:
[0070]运算放大器31，第一电阻32，第二电阻33，第三电阻34，第四电阻35，第四滤波电容36和第五滤波电容37 ;其中，
[0071]第一电阻32和第五滤波电容37并联连接，第一电阻32和第五滤波电容37的第一公共端与运算放大器31的第一输入端相连接,第一电阻32和第五滤波电容37的第二公共端与运算放大器31的输出端相连接；
[0072]第二电阻33的第一端与运算放大器31的第二输入端相连接，第二电阻33的第二端与一基准电压相连接；
[0073]第三电阻34的第一端与运算放大器31的第二输入端相连接，第三电阻34的第二端与电流传感器11的交流电压信号输出端相连接；
[0074]第四电阻35的第一端与运算放大器31的第一输入端相连接，第四电阻35的第二端与电流传感器11的参考电压输出端相连接；
[0075]第四滤波电容36分别与运算放大器31的供电电源和电源地相连接。
[0076]下面给出本申请的一种具体的实现方式:
[0077]请参看图4，图4为本申请实施例提供的电流检测装置的一种具体结构示意图，包括:
[0078]电流传感器Tl，本实例中，电流传感器采用的是CKSR6-NP电流传感器，电流传感器Tl的2、3、4管脚与空调内的压缩机的电源线上使用的一次互感器的一个输出端相连接，电流传感器Tl的5、6、7管脚与空调内的压缩机的电源线上使用的一次互感器的另一个输出端相连接，其中Xl和X2均为接线端，如可以是铜插片等，电流传感器Tl的第9管脚为电源端，用于接5V基准电压(即供电电源)，电流传感器Tl的第10管脚接电源地；
[0079]电容器C5与电源和电源地相连接，用于对5V基准电压进行滤波；
[0080]电容C4用于对电流传感器Tl的交流电压信号输出端(电流传感器Tl的11管脚)输出的交流信号进行滤波；
[0081]电容C6用于对电流传感器Tl的参考电压信号输出端(电流传感器Tl的12管脚)输出的参考电压信号进行滤波；
[0082]运算放大器U4-A，电阻R2、R3、R4、R5电容C3和1.65V基准电压构成差分放大电路，用于对电流传感器Tl输出的信号进行差分、放大、叠加处理；
[008 3]电阻Rl和电容Cl构成RC滤波电路。
[0084]经过RC滤波电路滤波后的信号就由微控制器进行采样处理了。
[0085]本申请实施例还提供一种二相电流检测系统，本申请实施例提供的二相电流检测系统的一种结构示意图如图5所示，可以包括:三个电流检测装置，分别为第一电流检测装置51，第二电流检测装置52和第三电流检测装置53，第一电流检测装置51用于检测第一相待检测电流，第二电流检测装置52用于检测第二相待检测电流，第三电流检测装置53用于检测第三相待检测电流；该三相电流检测系统还包括与所述两个电流检测装置相连接的微控制器54 ;其中，
[0086]所述电流检测装置的结构示意图如图1所述，可以包括:电流传感器11，第一滤波电容12，第二滤波电容13，差分放大电路14和滤波电路15 ;其中，
[0087]电流传感器11用于将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号；该电流传感器11包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；
[0088]第一滤波电容12与电流传感器11的交流电压信号输出端(即Vout端)和电源地相连接，用于对电流传感器11的交流电压信号输出端输出的信号进行滤波；
[0089]第二滤波电容13与电流传感器11的参考电压信号输出端(即Vref端)和所述电源地相连接，用于对电流传感器11的参考电压信号输出端输出的信号进行滤波。
[0090]差分放大电路14与电流传感器11的交流电压信号输出端和参考电压信号输出端相连接，用于对电流传感器11的输出信号进行差分放大。其中，电流传感器11的交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端。
[0091]滤波电路15与差分放大电路14相连接，用于对差分放大电路14的输出的信号进行滤波。
[0092]经滤波电路15滤波后的电压信号输入至微控制器54 ；
[0093]微控制器54分别与所述第一电流检测装置51中的滤波电路、所述第二电流检测装置52中的滤波电路和所述第三电流检测装置53的滤波电路相连接，可以包括:
[0094]采样模块541，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压、所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压，以及所述第三电流检测装置输出的与第三相待检测电流相对应的第三相电压进行采样，以获取第一相数字电压、第二相数字电压和第三相数字电压；
[0095]转换模块542，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流，将所述第三相数字电压转换为第三相数字电流；
[0096]电流值确定模块543，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值，即计算两个周期内的各个电流点的平方和，将该平方和求均值后，再计算所得到的均值的方根，该均方根值就是检测到的电流值。也就是说，本申请实施例提供的三相电流检测装置，通过真有效值算法计算电流值，确保了采集电流的准确性。
[0097]在确定零点时，可以依据下述方法确定零点:
[0098]当数字电流波形中第一点的前一个电流点的值小于零，而第一点的后一个电流点的值大于零时，则说明第一点为过零点，此时称第一点为自下而上的过零点；
[0099]同理，当数字电流波形中的第二点的前一个电流点的值大于零，而第二点的后一个电流点的值小于零时，说明第二点也为过零点，此时称第二点为自上而下的过零点。
[0100]在确定零点后,可以依据下述方法确定电流信号的周期:
[0101]两个相邻的自上而下的过零点之间为一个周期；
[0102]或者，两个相邻的自下而上的过零点之间为一个周期。
[0103]本申请实施例提供的一种三相电流检测系统，电流检测装置不需要接入小电阻，而是通过电流传感器将待检测的交流电流转换为交流电压，因此，不存在电流检测装置与待检测电流回路共地的问题。交流互感器的输出信号通过滤波电容滤波后通过差分放大电路进行放大，经过差分放大电路放大后的信号经过滤波电路滤波后输出至微处理器。其中，电流传感器自身能够隔离待检测电流回路的一部分干扰，与所述互感器相连接的由滤波电容、差分放大电路和滤波电路构成的模拟电路对电流传感器输出的信号做进一步处理，能够进一步滤除干扰。也就是说，本申请实施例通过电流传感器与模拟电路相结合，有效隔离强电的干扰的同时，对电流信号进行放大，增加了所采集电流的分辨率，而且通过真有效值算法计算电流值，确保了米集电流的准确性。
[0104]本申请实施例提供的三相电流检测系统的另一种结构示意图如图6所示，可以包括:两个电流检测装置，分别为第一电流检测装置61和第二电流检测装置62，第一电流检测装置61用于检测第一相待检测电流，第二电流检测装置62用于检测第二相待检测电流；该三相电流检测系统还包括与所述两个电流检测装置相连接的微控制器63 ;其中，
[0105]电流检测检测装置的结构示意图如图1所示，可以包括:
[0106]电流传感器11，第一滤波电容12，第二滤波电容13，差分放大电路14和滤波电路15 ;其中，
[0107]电流传感器11用于将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号；该电流传感器11包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；
[0108]第一滤波电容12与电流传感器11的交流电压信号输出端(即Vout端)和电源地相连接，用于对电流传感器11的交流电压信号输出端输出的信号进行滤波；
[0109]第二滤波电容13与电流传感器11的参考电压信号输出端(即Vref端)和所述电源地相连接，用于对电流传感器11的参考电压信号输出端输出的信号进行滤波。
[0110]差分放大电路14与电流传感器11的交流电压信号输出端和参考电压信号输出端相连接，用于对电流传感器11的输出信号进行差分放大。其中，电流传感器11的交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端。
[0111]滤波电路15与差分放大电路14相连接，用于对差分放大电路14的输出的信号进行滤波。
[0112]经滤波电路15滤波后的电压信号输入至微控制器63 ；
[0113]微控制器63分别与所述第一电流检测装置61中的滤波电路和所述第二电流检测装置62中的滤波电路相连接，可以包括:
[0114]采样模块631，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压和所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压进行采样，以获取第一相数字电压和第二相数字电压；
[0115]转换模块632，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流；
[0116]第三相电流获取模块633，用于根据所述第一相数字电流和所述第二相数字电流获取第三相数字电流；
[0117]可以根据基尔霍夫电流定律由第一相数字电流和第二相数据电流获取第三相数字电流。
[0118]电流值确定模块634，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。
[0119]与图5所示实施例不同,本申请实施例中，只采集两相电流,第三相电流通过计算获得，在确保采集电流的准确性的基础上，节省了硬件开销。
[0120]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1 .一种电流检测装置，其特征在于，包括: 将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端； 与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容； 与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容； 与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端相连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端； 与所述差分放大电路相连接的滤波电路。2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，还包括: 与所述电流传感器的供电电源和所述电源地相连接的第三滤波电容。3.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述差分放大电路包括: 运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中， 所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接； 所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接； 所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接； 所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接； 所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。4.根据权利要求1-3任意一项所述的电流检测装置，其特征在于，所述滤波电路为RC滤波电路。5.一种三相电流检测系统，其特征在于，包括:三个电流检测装置和与所述三个电流检测装置相连接的微控制器，所述三个电流检测装置中的第一电流检测装置用于检测第一相待检测电流，所述三个电流检测装置中的第二电流检测装置用于检测第二相待检测电流，所述三个电流检测装置中的第三电流检测装置用于检测第三相待检测电流；其中， 所述电流检测装置包括:将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；与所述差分放大电路相连接的滤波电路； 所述微控制器分别与所述第一电流检测装置中的滤波电路、所述第二电流检测装置中的滤波电路和所述第三电流检测装置的滤波电路相连接，包括:采样模块，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压、所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压，以及所述第三电流检测装置输出的与第三相待检测电流相对应的第三相电压进行采样，以获取第一相数字电压、第二相数字电压和第三相数字电压；转换模块，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流，将所述第三相数字电压转换为第三相数字电流；电流值确定模块，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电流检测装置还包括: 与所述电流传感器的供电电源和电源地相连接的第三滤波电容。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述差分放大电路包括: 运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中， 所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接； 所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接； 所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接； 所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接； 所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。8.—种三相电流检测系统，其特征在于，包括:两个电流检测装置和与所述两个电流检测装置相连接的微控制器，所述两个电流检测装置中的第一电流检测装置用于检测第一相待检测电流，所述两个电流检测装置中第二电流检测装置用于检测第二相待检测电流；其中， 所述电流检测装置包括:将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；与所述差分放大电路相连接的滤波电路； 所述微控制器分别与所述第一电流检测装置中的滤波电路和所述第二电流检测装置中的滤波电路相连接，包括:采样模块，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压和所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压进行采样，以获取第一相数字电压和第二相数字电压；转换模块，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流；第三相电流获取模块，用于根据所述第一相数字电流和所述第二相数字电流获取第三相数字电流；电流值确定模块，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电流检测装置还包括: 与所述电流传感器的供电电源和电源地相连接的第三滤波电容。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述差分放大电路包括: 运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中， 所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接； 所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接； 所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接； 所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接； 所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种电流检测装置及系统，不需要接入小电阻，而是通过电流传感器将待检测的交流电流转换为交流电压，然后通过滤波电容滤波后通过差分放大电路进行放大，经过差分放大电路放大后的信号经过滤波电路输出至微处理器。其中，电流传感器自身能够隔离待检测电流回路的一部分干扰，与所述互感器相连接的由滤波电容、差分放大电路和滤波电路构成的模拟电路对电流传感器输出的信号做进一步处理，能够进一步滤除干扰。
【IPC分类】G01R19/02
【公开号】CN104897946
【申请号】CN201410083819
【发明人】周葆林, 张凯强, 庞维容, 郭双林, 刘光耀, 李游, 周泳闯
【申请人】珠海格力电器股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月7日
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路技术领域，更具体地说，涉及一种电流检测装置及系统。
【背景技术】
[0002]目前，空调中的电流检测装置的实现方式为，将一个小电阻串联进电流回路，通过简单的分压采集该小电阻两端的交流电压，对该交流电压进行滤波处理后输出至微控制器，由微控制器根据电压值确定流过该小电阻的电流的有效值。
[0003]但是，目前的电流检测装置需要与待检测电路共地，因此无法与待检测的电流回路相隔离，容易引入干扰。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种电流检测装置，以隔离待检测电流回路，从而避免引入干扰。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
[0006]一种电流检测装置，包括:
[0007]将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；
[0008]与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；
[0009]与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；
[0010]与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端相连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；
[0011 ] 与所述差分放大电路相连接的滤波电路。
[0012]上述装置，优选的，还包括:
[0013]与所述电流传感器的供电电源和所述电源地相连接的第三滤波电容。
[0014]上述装置，优选的，所述差分放大电路包括:
[0015]运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中，
[0016]所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接；
[0017]所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接；
[0018]所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接；
[0019]所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接；
[0020]所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。
[0021]上述装置，优选的，所述滤波电路为RC滤波电路。
[0022]一种三相电流检测系统，包括:三个电流检测装置和与所述三个电流检测装置相连接的微控制器，所述三个电流检测装置中的第一电流检测装置用于检测第一相待检测电流，所述三个电流检测装置中的第二电流检测装置用于检测第二相待检测电流，所述三个电流检测装置中的第三电流检测装置用于检测第三相待检测电流；其中，
[0023]所述电流检测装置包括:将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；与所述差分放大电路相连接的滤波电路；
[0024]所述微控制器分别与所述第一电流检测装置中的滤波电路、所述第二电流检测装置中的滤波电路和所述第三电流检测装置的滤波电路相连接，包括:采样模块，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压、所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压，以及所述第三电流检测装置输出的与第三相待检测电流相对应的第三相电压进行采样，以获取第一相数字电压、第二相数字电压和第三相数字电压；转换模块，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流，将所述第三相数字电压转换为第三相数字电流；电流值确定模块，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。
[0025]上述系统，优选的，所述电流检测装置还包括:
[0026]与所述电流传感器的供电电源和电源地相连接的第三滤波电容。
[0027]上述系统，优选的，所述差分放大电路包括:
[0028]运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中，
[0029]所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接；
[0030]所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接；
[0031]所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接；
[0032]所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接；
[0033]所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。
[0034]一种三相电流检测系统，包括:两个电流检测装置和与所述两个电流检测装置相连接的微控制器，所述两个电流检测装置中的第一电流检测装置用于检测第一相待检测电流，所述两个电流检测装置中第二电流检测装置用于检测第二相待检测电流；其中，
[0035]所述电流检测装置包括:将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；与所述差分放大电路相连接的滤波电路；
[0036]所述微控制器分别与所述第一电流检测装置中的滤波电路和所述第二电流检测装置中的滤波电路相连接，包括:采样模块，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压和所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压进行采样，以获取第一相数字电压和第二相数字电压；转换模块，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流；第三相电流获取模块，用于根据所述第一相数字电流和所述第二相数字电流获取第三相数字电流；电流值确定模块，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。
[0037]上述系统，优选的，所述电流检测装置还包括:
[0038]与所述电流传感器的供电电源和电源地相连接的第三滤波电容。
[0039]上述系统，优选的，所述差分放大电路包括:
[0040]运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中，
[0041]所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的 输出端相连接；
[0042]所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接；
[0043]所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接；
[0044]所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接；
[0045]所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。
[0046]通过以上方案可知，本申请提供的一种电流检测装置，不需要接入小电阻，而是通过电流传感器将待检测的交流电流转换为交流电压，然后通过滤波电容滤波后通过差分放大电路进行放大，经过差分放大电路放大后的信号经过滤波电路输出至微处理器。其中，电流传感器自身能够隔离待检测电流回路的一部分干扰，与所述互感器相连接的由滤波电容、差分放大电路和滤波电路构成的模拟电路对电流传感器输出的信号做进一步处理，能够进一步滤除干扰。
【附图说明】
[0047]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048]图1为本申请实施例提供的电流检测装置的一种结构示意图；
[0049]图2为本申请实施例提供的电流检测装置的另一种结构示意图；
[0050]图3为本申请实施例提供的差分放大电路的一种结构示意图；
[0051]图4为本申请实施例提供的电流检测装置的一种具体结构示意图；
[0052]图5为本申请实施例提供的三相电流检测系统的一种结构示意图；
[0053]图6为本申请实施例提供的三相电流检测系统的另一种结构示意图。
[0054]说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三” “第四”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。
【具体实施方式】
[0055]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0056]请参阅图1，图1为本申请实施例提供的电流检测装置的一种结构示意图，本申请实施例提供的电流检测装置可以包括:
[0057]电流传感器11，第一滤波电容12，第二滤波电容13，差分放大电路14和滤波电路15 ;其中，
[0058]电流传感器11用于将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号，该电流传感器11包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；
[0059]空调内的压缩机的电源线上使用一次互感器，该一次互感器将压缩机的数百安培的电流转换成较小的交流电流信号，该较小的交流电流信号一般为O?5A，本申请实施例中，所述待检测的交流电流信号就是由该一次互感器输出的交流电流信号。
[0060]第一滤波电容12与电流传感器11的交流电压信号输出端(即Vout端)和电源地相连接，用于对电流传感器11的交流电压信号输出端输出的信号进行滤波。
[0061]第二滤波电容13与电流传感器11的参考电压信号输出端(即Vref端)和所述电源地相连接，用于对电流传感器11的参考电压信号输出端输出的信号进行滤波。
[0062]差分放大电路14与电流传感器11的交流电压信号输出端和参考电压信号输出端相连接，用于对电流传感器11的输出信号进行差分放大。其中，电流传感器11的交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端。
[0063]滤波电路15与差分放大电路14相连接，用于对差分放大电路14的输出的信号进行滤波。
[0064]经滤波电路15滤波后的电压信号输入至微控制器，由微控制器根据电压值计算出电流值。
[0065]本申请提供的一种电流检测装置，不需要接入小电阻，而是通过电流传感器将待检测的交流电流转换为交流电压，因此，不存在电流检测装置与待检测电流回路共地的问题。交流互感器的输出信号通过滤波电容滤波后通过差分放大电路进行放大，经过差分放大电路放大后的信号经过滤波电路滤波后输出至微处理器。其中，电流传感器自身能够隔离待检测电流回路的一部分干扰，与所述互感器相连接的由滤波电容、差分放大电路和滤波电路构成的模拟电路对电流传感器输出的信号做进一步处理，能够进一步滤除干扰。也就是说，本申请实施例通过电流传感器与模拟电路相结合，有效隔离强电的干扰的同时，对电流信号进行放大，增加了所采集电流的分辨率。
[0066]上述实施例中，为避免电流传感器的供电电源可能引入的干扰，本申请实施例提供的电流检测装置的另一种结构示意图如图2所示，还可以包括:
[0067]与所述电流传感器11的供电电源和所述电源地相连接的第三滤波电容21。
[0068]上述实施例中，滤波电路15可以为模拟滤波电路，优选的，滤波电路15可以为RC滤波电路。
[0069]上述实施例中，优选的，差分放大电路14的一种结构示意图如图3所示，可以包括:
[0070]运算放大器31，第一电阻32，第二电阻33，第三电阻34，第四电阻35，第四滤波电容36和第五滤波电容37 ;其中，
[0071]第一电阻32和第五滤波电容37并联连接，第一电阻32和第五滤波电容37的第一公共端与运算放大器31的第一输入端相连接,第一电阻32和第五滤波电容37的第二公共端与运算放大器31的输出端相连接；
[0072]第二电阻33的第一端与运算放大器31的第二输入端相连接，第二电阻33的第二端与一基准电压相连接；
[0073]第三电阻34的第一端与运算放大器31的第二输入端相连接，第三电阻34的第二端与电流传感器11的交流电压信号输出端相连接；
[0074]第四电阻35的第一端与运算放大器31的第一输入端相连接，第四电阻35的第二端与电流传感器11的参考电压输出端相连接；
[0075]第四滤波电容36分别与运算放大器31的供电电源和电源地相连接。
[0076]下面给出本申请的一种具体的实现方式:
[0077]请参看图4，图4为本申请实施例提供的电流检测装置的一种具体结构示意图，包括:
[0078]电流传感器Tl，本实例中，电流传感器采用的是CKSR6-NP电流传感器，电流传感器Tl的2、3、4管脚与空调内的压缩机的电源线上使用的一次互感器的一个输出端相连接，电流传感器Tl的5、6、7管脚与空调内的压缩机的电源线上使用的一次互感器的另一个输出端相连接，其中Xl和X2均为接线端，如可以是铜插片等，电流传感器Tl的第9管脚为电源端，用于接5V基准电压(即供电电源)，电流传感器Tl的第10管脚接电源地；
[0079]电容器C5与电源和电源地相连接，用于对5V基准电压进行滤波；
[0080]电容C4用于对电流传感器Tl的交流电压信号输出端(电流传感器Tl的11管脚)输出的交流信号进行滤波；
[0081]电容C6用于对电流传感器Tl的参考电压信号输出端(电流传感器Tl的12管脚)输出的参考电压信号进行滤波；
[0082]运算放大器U4-A，电阻R2、R3、R4、R5电容C3和1.65V基准电压构成差分放大电路，用于对电流传感器Tl输出的信号进行差分、放大、叠加处理；
[008 3]电阻Rl和电容Cl构成RC滤波电路。
[0084]经过RC滤波电路滤波后的信号就由微控制器进行采样处理了。
[0085]本申请实施例还提供一种二相电流检测系统，本申请实施例提供的二相电流检测系统的一种结构示意图如图5所示，可以包括:三个电流检测装置，分别为第一电流检测装置51，第二电流检测装置52和第三电流检测装置53，第一电流检测装置51用于检测第一相待检测电流，第二电流检测装置52用于检测第二相待检测电流，第三电流检测装置53用于检测第三相待检测电流；该三相电流检测系统还包括与所述两个电流检测装置相连接的微控制器54 ;其中，
[0086]所述电流检测装置的结构示意图如图1所述，可以包括:电流传感器11，第一滤波电容12，第二滤波电容13，差分放大电路14和滤波电路15 ;其中，
[0087]电流传感器11用于将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号；该电流传感器11包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；
[0088]第一滤波电容12与电流传感器11的交流电压信号输出端(即Vout端)和电源地相连接，用于对电流传感器11的交流电压信号输出端输出的信号进行滤波；
[0089]第二滤波电容13与电流传感器11的参考电压信号输出端(即Vref端)和所述电源地相连接，用于对电流传感器11的参考电压信号输出端输出的信号进行滤波。
[0090]差分放大电路14与电流传感器11的交流电压信号输出端和参考电压信号输出端相连接，用于对电流传感器11的输出信号进行差分放大。其中，电流传感器11的交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端。
[0091]滤波电路15与差分放大电路14相连接，用于对差分放大电路14的输出的信号进行滤波。
[0092]经滤波电路15滤波后的电压信号输入至微控制器54 ；
[0093]微控制器54分别与所述第一电流检测装置51中的滤波电路、所述第二电流检测装置52中的滤波电路和所述第三电流检测装置53的滤波电路相连接，可以包括:
[0094]采样模块541，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压、所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压，以及所述第三电流检测装置输出的与第三相待检测电流相对应的第三相电压进行采样，以获取第一相数字电压、第二相数字电压和第三相数字电压；
[0095]转换模块542，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流，将所述第三相数字电压转换为第三相数字电流；
[0096]电流值确定模块543，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值，即计算两个周期内的各个电流点的平方和，将该平方和求均值后，再计算所得到的均值的方根，该均方根值就是检测到的电流值。也就是说，本申请实施例提供的三相电流检测装置，通过真有效值算法计算电流值，确保了采集电流的准确性。
[0097]在确定零点时，可以依据下述方法确定零点:
[0098]当数字电流波形中第一点的前一个电流点的值小于零，而第一点的后一个电流点的值大于零时，则说明第一点为过零点，此时称第一点为自下而上的过零点；
[0099]同理，当数字电流波形中的第二点的前一个电流点的值大于零，而第二点的后一个电流点的值小于零时，说明第二点也为过零点，此时称第二点为自上而下的过零点。
[0100]在确定零点后,可以依据下述方法确定电流信号的周期:
[0101]两个相邻的自上而下的过零点之间为一个周期；
[0102]或者，两个相邻的自下而上的过零点之间为一个周期。
[0103]本申请实施例提供的一种三相电流检测系统，电流检测装置不需要接入小电阻，而是通过电流传感器将待检测的交流电流转换为交流电压，因此，不存在电流检测装置与待检测电流回路共地的问题。交流互感器的输出信号通过滤波电容滤波后通过差分放大电路进行放大，经过差分放大电路放大后的信号经过滤波电路滤波后输出至微处理器。其中，电流传感器自身能够隔离待检测电流回路的一部分干扰，与所述互感器相连接的由滤波电容、差分放大电路和滤波电路构成的模拟电路对电流传感器输出的信号做进一步处理，能够进一步滤除干扰。也就是说，本申请实施例通过电流传感器与模拟电路相结合，有效隔离强电的干扰的同时，对电流信号进行放大，增加了所采集电流的分辨率，而且通过真有效值算法计算电流值，确保了米集电流的准确性。
[0104]本申请实施例提供的三相电流检测系统的另一种结构示意图如图6所示，可以包括:两个电流检测装置，分别为第一电流检测装置61和第二电流检测装置62，第一电流检测装置61用于检测第一相待检测电流，第二电流检测装置62用于检测第二相待检测电流；该三相电流检测系统还包括与所述两个电流检测装置相连接的微控制器63 ;其中，
[0105]电流检测检测装置的结构示意图如图1所示，可以包括:
[0106]电流传感器11，第一滤波电容12，第二滤波电容13，差分放大电路14和滤波电路15 ;其中，
[0107]电流传感器11用于将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号；该电流传感器11包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；
[0108]第一滤波电容12与电流传感器11的交流电压信号输出端(即Vout端)和电源地相连接，用于对电流传感器11的交流电压信号输出端输出的信号进行滤波；
[0109]第二滤波电容13与电流传感器11的参考电压信号输出端(即Vref端)和所述电源地相连接，用于对电流传感器11的参考电压信号输出端输出的信号进行滤波。
[0110]差分放大电路14与电流传感器11的交流电压信号输出端和参考电压信号输出端相连接，用于对电流传感器11的输出信号进行差分放大。其中，电流传感器11的交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端。
[0111]滤波电路15与差分放大电路14相连接，用于对差分放大电路14的输出的信号进行滤波。
[0112]经滤波电路15滤波后的电压信号输入至微控制器63 ；
[0113]微控制器63分别与所述第一电流检测装置61中的滤波电路和所述第二电流检测装置62中的滤波电路相连接，可以包括:
[0114]采样模块631，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压和所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压进行采样，以获取第一相数字电压和第二相数字电压；
[0115]转换模块632，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流；
[0116]第三相电流获取模块633，用于根据所述第一相数字电流和所述第二相数字电流获取第三相数字电流；
[0117]可以根据基尔霍夫电流定律由第一相数字电流和第二相数据电流获取第三相数字电流。
[0118]电流值确定模块634，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。
[0119]与图5所示实施例不同,本申请实施例中，只采集两相电流,第三相电流通过计算获得，在确保采集电流的准确性的基础上，节省了硬件开销。
[0120]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1 .一种电流检测装置，其特征在于，包括: 将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端； 与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容； 与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容； 与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端相连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端； 与所述差分放大电路相连接的滤波电路。2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，还包括: 与所述电流传感器的供电电源和所述电源地相连接的第三滤波电容。3.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述差分放大电路包括: 运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中， 所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接； 所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接； 所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接； 所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接； 所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。4.根据权利要求1-3任意一项所述的电流检测装置，其特征在于，所述滤波电路为RC滤波电路。5.一种三相电流检测系统，其特征在于，包括:三个电流检测装置和与所述三个电流检测装置相连接的微控制器，所述三个电流检测装置中的第一电流检测装置用于检测第一相待检测电流，所述三个电流检测装置中的第二电流检测装置用于检测第二相待检测电流，所述三个电流检测装置中的第三电流检测装置用于检测第三相待检测电流；其中， 所述电流检测装置包括:将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；与所述差分放大电路相连接的滤波电路； 所述微控制器分别与所述第一电流检测装置中的滤波电路、所述第二电流检测装置中的滤波电路和所述第三电流检测装置的滤波电路相连接，包括:采样模块，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压、所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压，以及所述第三电流检测装置输出的与第三相待检测电流相对应的第三相电压进行采样，以获取第一相数字电压、第二相数字电压和第三相数字电压；转换模块，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流，将所述第三相数字电压转换为第三相数字电流；电流值确定模块，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电流检测装置还包括: 与所述电流传感器的供电电源和电源地相连接的第三滤波电容。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述差分放大电路包括: 运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中， 所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接； 所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接； 所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接； 所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接； 所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。8.—种三相电流检测系统，其特征在于，包括:两个电流检测装置和与所述两个电流检测装置相连接的微控制器，所述两个电流检测装置中的第一电流检测装置用于检测第一相待检测电流，所述两个电流检测装置中第二电流检测装置用于检测第二相待检测电流；其中， 所述电流检测装置包括:将待检测的交流电流信号转换为交流电压信号的电流传感器，所述电流传感器包括交流电压信号输出端和参考电压信号输出端；与所述电流传感器的交流电压信号输出端和电源地相连接的第一滤波电容；与所述电流传感器的参考电压信号输出端和所述电源地相连接的第二滤波电容；与所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端连接的差分放大电路，所述交流电压信号输出端和所述参考电压信号输出端作为差分放大电路的输入端；与所述差分放大电路相连接的滤波电路； 所述微控制器分别与所述第一电流检测装置中的滤波电路和所述第二电流检测装置中的滤波电路相连接，包括:采样模块，用于分别对所述第一电流检测装置输出的与第一相待检测电流相对应的第一相电压和所述第二电流检测装置输出的与第二相待检测电流相对应的第二相电压进行采样，以获取第一相数字电压和第二相数字电压；转换模块，用于将所述第一相数字电压转换为第一相数字电流，将所述第二相数字电压转换为第二相数字电流；第三相电流获取模块，用于根据所述第一相数字电流和所述第二相数字电流获取第三相数字电流；电流值确定模块，用于对于每一相数字电流，根据电流信号的过零点情况确定该相数字电流信号的周期，并计算两个周期内的电流的均方根值。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电流检测装置还包括: 与所述电流传感器的供电电源和电源地相连接的第三滤波电容。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述差分放大电路包括: 运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第四滤波电容和第五滤波电容；其中， 所述第一电阻和所述第五滤波电容并联连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第一公共端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第一电阻和所述第五滤波电容的第二公共端与所述运算放大器的输出端相连接； 所述第二电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第二电阻的第二端与一基准电压相连接； 所述第三电阻的第一端与所述运算放大器的第二输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述电流传感器的交流电压信号输出端相连接； 所述第四电阻的第一端与所述运算放大器的第一输入端相连接，所述第四电阻的第二端与所述电流传感器的参考电压输出端相连接； 所述第四滤波电容分别与所述运算放大器的供电电源和电源地相连接。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种电流检测装置及系统，不需要接入小电阻，而是通过电流传感器将待检测的交流电流转换为交流电压，然后通过滤波电容滤波后通过差分放大电路进行放大，经过差分放大电路放大后的信号经过滤波电路输出至微处理器。其中，电流传感器自身能够隔离待检测电流回路的一部分干扰，与所述互感器相连接的由滤波电容、差分放大电路和滤波电路构成的模拟电路对电流传感器输出的信号做进一步处理，能够进一步滤除干扰。
【IPC分类】G01R19/02
【公开号】CN104897946
【申请号】CN201410083819
【发明人】周葆林, 张凯强, 庞维容, 郭双林, 刘光耀, 李游, 周泳闯
【申请人】珠海格力电器股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月7日
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