多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器，包括通道調(diào)整部、飽和判斷單元、DSP和輸出單元。其中：通道調(diào)整部根據(jù)DSP的輸出控制信號(hào)輸出合適的通道參考信號(hào)；飽和判斷單元比較檢測(cè)電流信號(hào)和當(dāng)前的通道參考信號(hào)，并將比較結(jié)果輸出到DSP；DSP根據(jù)飽和判斷單元的比較結(jié)果，向通道調(diào)整部輸出控制信號(hào)或直接向輸出單元輸出當(dāng)前的通道參考信號(hào)；輸出單元根據(jù)當(dāng)前的通道參考信號(hào)，在當(dāng)前通道對(duì)應(yīng)的量程范圍內(nèi)輸出檢測(cè)電流對(duì)應(yīng)的電壓值。本實(shí)用新型的有益效果在于：通過(guò)數(shù)字式集成芯片調(diào)整傳感器通道，實(shí)現(xiàn)單一電流傳感器進(jìn)行多個(gè)量程范圍的電流檢測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電流傳感器，特別是檢測(cè)量程可調(diào)的電流傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前電流傳感器是通過(guò)設(shè)定額定測(cè)量電流來(lái)做基準(zhǔn)標(biāo)定，由于傳感器的線性范圍有限，一旦額定電流確認(rèn)并生產(chǎn)出來(lái)后，傳感器的檢測(cè)范圍僅限于一定范圍內(nèi)的電流等級(jí)，不能再進(jìn)行測(cè)量范圍的調(diào)整。即通常電流傳感器、模塊或者單芯片電流傳感器，都不能解決電流測(cè)量范圍變化調(diào)整的技術(shù)問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有電流傳感器量程范圍一旦確定就不可調(diào)節(jié)的局限性，提出一種多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器。
[0004]本實(shí)用新型涉及一種多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器，包括:通道調(diào)整部(I)、飽和判斷單元(2)、DSP(3)和輸出單元(4)，通道調(diào)整部(I)的輸出連接到飽和判斷單元
(2)，飽和判斷單元(2)的輸出連接到DSP (3)，DSP (3)的一路控制信號(hào)連接通道調(diào)整部(1)，另一路輸出連接到輸出單元(4)，其中:通道調(diào)整部(I)根據(jù)DSP(3)的輸出控制信號(hào)輸出合適的通道參考信號(hào)(VMf);飽和判斷單元(2)比較檢測(cè)電流信號(hào)(Vin)和當(dāng)前的通道參考信號(hào)(U，并將比較結(jié)果輸出到DSP (3) ;DSP(3)根據(jù)飽和判斷單元(2)的比較結(jié)果，向通道調(diào)整部(I)輸出控制信號(hào)或直接向輸出單元(4)輸出當(dāng)前的通道參考信號(hào)(VMf);輸出單元(4)根據(jù)當(dāng)前的通道參考信號(hào)(Vref)，在當(dāng)前通道對(duì)應(yīng)的量程范圍內(nèi)輸出檢測(cè)電流對(duì)應(yīng)的電壓值。
[0005]本實(shí)用新型涉及的多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器的通道調(diào)整部(I)優(yōu)選為由存儲(chǔ)器(11)、通道選擇單元(12)和增益校正單元(13)組成，DSP(3)的控制信號(hào)連接存儲(chǔ)器(11)、存儲(chǔ)器(11)的輸出連接通道選擇單元(12)、通道選擇單元(12)的輸出連接增益校正單元(13)，增益校正單元的輸出連接飽和判斷單元(2)，其中:存儲(chǔ)器(11)根據(jù)DSP(3)的輸出控制信號(hào)讀取合適的通道值，并以數(shù)字信號(hào)輸出；通道選擇單元(12)接收存儲(chǔ)器(11)的數(shù)字信號(hào)輸出，并將其轉(zhuǎn)換為通道值輸出；增益校正單元將通道選擇單元(12)輸出的通道值轉(zhuǎn)換為通道參考信號(hào)(VMf)輸出。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果在于:使用能自動(dòng)調(diào)節(jié)電流傳感器增益的集成芯片，使傳感器能根據(jù)當(dāng)前檢測(cè)的電流等級(jí)調(diào)整相應(yīng)的量程范圍，實(shí)現(xiàn)單一電流傳感器進(jìn)行多個(gè)量程范圍的電流檢測(cè)。其用于電流范圍變化非常寬的領(lǐng)域，如電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)的電池管理系統(tǒng)，具有體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器的基本結(jié)構(gòu)框圖
[0008]圖2是實(shí)施例的電路連接圖
[0009]符號(hào)說(shuō)明:
[0010]I是通道調(diào)整部；
[0011]2是飽和判斷單元；
[0012]3 是 DSP;
[0013]4是輸出單元；
[0014]11是存儲(chǔ)器；
[0015]12是通道選擇單元；
[0016]13是增益校正單元；
[0017]111、112、…Iln分別是存儲(chǔ)器的第1、第2、…、第η位；
[0018]S1、S2、…Sn分別是第1、第2、…、第η路開(kāi)關(guān)；
[0019]Ζ1、Ζ2、…Zn分別是第1、第二、…、第η路阻抗；
[0020]Vin是檢測(cè)信號(hào)；
[0021 ]Vref是參考f目號(hào)。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型特別適合用于電流范圍變化非常寬的領(lǐng)域，例如電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)的電池管理系統(tǒng)。電動(dòng)汽車(chē)，電動(dòng)摩托車(chē)電池管理系統(tǒng)中需要檢測(cè)不同等級(jí)的電流,例如在充電過(guò)程中，可以使用200 A電流進(jìn)行快速充電,而在汽車(chē)正常行進(jìn)過(guò)程中，電流保持在60 A，爬坡時(shí)電流可達(dá)100 A，當(dāng)車(chē)輛停靠路車(chē)待機(jī)時(shí)，電池放電電流則只有I A左右，而當(dāng)汽車(chē)完全關(guān)閉，只剩下防盜等系統(tǒng)工作時(shí)候，電流只有100 mA左右。
[0023]參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器包括存儲(chǔ)器11、通道選擇單元12、增益調(diào)節(jié)單元13、飽和判斷單元2、DSP 3輸出單元4。存儲(chǔ)器11輸出的各個(gè)位分別為111、112、…、lln，通道選擇單元12由開(kāi)關(guān)S1、S2、…、Sn組成，增益調(diào)節(jié)單元13由偏置阻抗Zl、Z2、Zn組成。存儲(chǔ)器11輸出的一位Ili (i=l，2，…，η)與通道選擇單元12的相應(yīng)開(kāi)關(guān)Si (i=l, 2，...，η)連接,通過(guò)開(kāi)關(guān)Si (i=l, 2，...，η)再與增益調(diào)節(jié)單元13的偏置阻抗Zi Si (i=l, 2，…，η)連接。經(jīng)各偏置阻抗Zl、Ζ2、Zn產(chǎn)生的參考信號(hào)Vref輸出到飽和判斷單元2，檢測(cè)電流的檢測(cè)信號(hào)Vin也輸出到飽和判斷單元2。飽和判斷單元2將檢測(cè)信號(hào)Vin與參考信號(hào)Vref的比較結(jié)果輸出到DSP 3。當(dāng)飽和判斷單元2的輸出信號(hào)為飽和時(shí)，DSP 3向存儲(chǔ)器11發(fā)出控制信號(hào)，調(diào)節(jié)傳感器增益。當(dāng)飽和判斷單元2的輸出信號(hào)為未飽和時(shí)，DSP 3直接將當(dāng)前的通道參考信號(hào)VMf輸出到輸出單元4，由輸出單元4輸出檢測(cè)結(jié)果。
[0024]通道調(diào)整部(I)的輸出連接到飽和判斷單元(2)，飽和判斷單元(2)的輸出連接到DSP(3)，DSP(3)的一路控制信號(hào)連接通道調(diào)整部(I)，另一路輸出連接到輸出單元(4)，其中:通道調(diào)整部⑴根據(jù)DSP(3)的輸出控制信號(hào)輸出合適的通道參考信號(hào)(Vref);飽和判斷單元⑵比較檢測(cè)電流信號(hào)(Vin)和當(dāng)前的通道參考信號(hào)(Vref)，并將比較結(jié)果輸出到DSP(3) ;DSP(3)根據(jù)飽和判斷單元(2)的比較結(jié)果，向通道調(diào)整部⑴輸出控制信號(hào)或直接向輸出單元⑷輸出當(dāng)前的通道參考信號(hào)(U ;輸出單元⑷根據(jù)當(dāng)前的通道參考信號(hào)(Vref)，在當(dāng)前通道對(duì)應(yīng)的量程范圍內(nèi)輸出檢測(cè)電流對(duì)應(yīng)的電壓值。
[0025]下面，結(jié)合圖2，介紹本實(shí)用新型用于電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的實(shí)施方式。
[0026]首先，電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電，充電電流大約為200 A。由于電流傳感器之前檢測(cè)的電流為汽車(chē)待機(jī)時(shí)的電流，約為I A，故檢測(cè)信號(hào)Vin與參考信號(hào)Vref經(jīng)飽和判斷單元2比較的結(jié)果為輸出飽和。飽和判斷單元2將該比較結(jié)果輸出到DSP 3。由于輸出飽和，DSP 3向存儲(chǔ)器11發(fā)出控制信號(hào)，使存儲(chǔ)器11的輸出數(shù)字信號(hào)將當(dāng)前傳感器的增益調(diào)整為原來(lái)的1/200。具體而言，存儲(chǔ)器11輸出的數(shù)字信號(hào)各位111、112、…Iln分別控制通道選擇單元12的各路開(kāi)關(guān)S1、S2、..411，各路開(kāi)關(guān)51、52、…Sn的通、斷狀態(tài)進(jìn)而控制增益校正單元13的阻抗Z1、Z2、…Zn，在這次調(diào)整中，增益校正單元13的阻抗值調(diào)整到原來(lái)的1/200。這樣，增益校正單元13輸出的參考信號(hào)Vref與檢測(cè)信號(hào)Vin比較后，結(jié)果為不飽和，即當(dāng)前傳感器增益適合檢測(cè)電流信號(hào)，飽和判斷單元2將不飽和的結(jié)果輸出到DSP 3，DSP 3將當(dāng)前傳感器的增益信息輸出到輸出單元4，由輸出單元輸出當(dāng)前檢測(cè)信號(hào)Vin的輸出信號(hào)。
[0027]接著，充完電后，汽車(chē)發(fā)動(dòng)并穩(wěn)定行進(jìn)，此時(shí)電流保持在60 A左右，檢測(cè)信號(hào)Vin與參考信號(hào)Vref經(jīng)飽和判斷單元2比較的結(jié)果為輸出飽和。飽和判斷單元2將該比較結(jié)果輸出到DSP 3。由于輸出飽和，DSP 3向存儲(chǔ)器11發(fā)出控制信號(hào)，使存儲(chǔ)器11的輸出數(shù)字信號(hào)將當(dāng)前傳感器的增益調(diào)整為原來(lái)的3.33倍(200/60)。具體而言，存儲(chǔ)器11輸出的數(shù)字信號(hào)各位111、112、…Iln分別控制通道選擇單元12的各路開(kāi)關(guān)S1、S2、一Sn,各路開(kāi)關(guān)S1、S2、…Sn的通、斷狀態(tài)進(jìn)而控制增益校正單元13的阻抗Zl、Z2、…Zn，在這次調(diào)整中，增益校正單元13的阻抗值調(diào)整到原來(lái)的3.33倍。這樣，增益校正單元13輸出的參考信號(hào)Vref與檢測(cè)信號(hào)Vin比較后，結(jié)果為不飽和，即當(dāng)前傳感器增益適合檢測(cè)電流信號(hào)，飽和判斷單元2將不飽和的結(jié)果輸出到DSP 3,DSP 3將當(dāng)前傳感器的增益信息輸出到輸出單元4，由輸出單元輸出當(dāng)前檢測(cè)信號(hào)Vin的輸出信號(hào)。
[0028]隨后，汽車(chē)的其他運(yùn)行狀態(tài)，如爬坡、下坡、待機(jī)、防盜時(shí)的電流都可以通過(guò)上述傳感器量程調(diào)節(jié)的方法進(jìn)行測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)所有運(yùn)行狀態(tài)下電流的檢測(cè)。
[0029]其中，輸出單元4可以是模擬電壓配合通道信息輸出，也可以是以數(shù)字量信息輸出，即直接是數(shù)字型的電流信息。
[0030]本實(shí)用新型保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員據(jù)其了解的本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)及掌握的本領(lǐng)域基本實(shí)驗(yàn)手段，根據(jù)本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容作出的不同實(shí)施例均應(yīng)視為在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器，其特征在于包括: 通道調(diào)整部(I)、飽和判斷單元(2)、DSP(3)和輸出單元(4)，通道調(diào)整部(I)的輸出連接到飽和判斷單元(2)，飽和判斷單元(2)的輸出連接到DSP(3)，DSP(3)的一路控制信號(hào)連接通道調(diào)整部(I)，另一路輸出連接到輸出單元(4)，其中: 通道調(diào)整部(I)根據(jù)DSP(3)的輸出控制信號(hào)輸出合適的通道參考信號(hào)(VMf)； 飽和判斷單元(2)比較檢測(cè)電流信號(hào)(Vin)和當(dāng)前的通道參考信號(hào)(VMf)，并將比較結(jié)果輸出到DSP (3)； DSP(3)根據(jù)飽和判斷單元(2)的比較結(jié)果，向通道調(diào)整部⑴輸出控制信號(hào)或直接向輸出單元⑷輸出當(dāng)前的通道參考信號(hào)(U ； 輸出單元(4)根據(jù)當(dāng)前的通道參考信號(hào)(VMf)，在當(dāng)前通道對(duì)應(yīng)的量程范圍內(nèi)輸出檢測(cè)電流對(duì)應(yīng)的電壓值。
2.如權(quán)利要求1所述的多通道數(shù)字集成芯片式電流傳感器，其特征在于:所述通道調(diào)整部⑴由存儲(chǔ)器(11)、通道選擇單元(12)和增益校正單元(13)組成，DSP(3)的控制信號(hào)連接存儲(chǔ)器(11)、存儲(chǔ)器(11)的輸出連接通道選擇單元(12)、通道選擇單元(12)的輸出連接增益校正單元(13)，增益校正單元的輸出連接飽和判斷單元(2)，其中: 存儲(chǔ)器(11)根據(jù)DSP(3)的輸出控制信號(hào)讀取合適的通道值，并以數(shù)字信號(hào)輸出； 通道選擇單元(12)接收存儲(chǔ)器(11)的數(shù)字信號(hào)輸出，并將其轉(zhuǎn)換為通道值輸出； 增益校正單元將通道選擇單元(12)輸出的通道值轉(zhuǎn)換為通道參考信號(hào)(VMf)輸出。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK204008839SQ201420459226
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】陳 全, 鐘政, 樓永偉, 汪飛, 高彬, 李武華, 陳潼, 茅曉捷, 王浩軍, 陳熒, 謝明 申請(qǐng)人:浙江巨磁智能技術(shù)有限公司