電流傳感器的接口保護電路、控制電路和電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電流傳感器的接口保護電路、控制電路和電器。其中，電流傳感器的接口保護電路包括：采樣電路，采樣端與電流傳感器相連接，輸出端與控制器相連接；限流電路，連接在電流傳感器與采樣電路的采樣端之間；以及鉗位電路，與采樣電路相連接，用于控制采樣電路在預(yù)設(shè)電壓值以下。通過本實用新型，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電流傳感器容易引起故障的問題，進而達到了提高電流傳感器工作穩(wěn)定性，對連接電流傳感器的控制器接口電路進行保護的效果。
【專利說明】電流傳感器的接口保護電路、控制電路和電器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電流傳感器的接口保護電路、控制電路和電器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的家用電器和商用電器中，使用的傳感器數(shù)量比較多，以商用空調(diào)電路舉例來說，有室溫傳感器，冷凝/加熱前液體溫度傳感器，冷凝/加熱后液體溫度傳感器，冷凝/加熱前液壓傳感器，冷凝/加熱后液壓傳感器，空氣壓力傳感器等。這些傳感器中，常用的一類傳感器為4-20mA電流輸出傳感器。由于傳感器數(shù)量多，控制器主板空間有限，傳感器電路相對比較簡單。有的使用簡單的穩(wěn)壓二極管保護，有的甚至沒有保護電路。當(dāng)傳感器出現(xiàn)故障時，正常輸出4-20mA的傳感器可能會輸出IOOmA以上，甚至?xí)斐蓚鞲衅鲀啥硕搪?。沒有保護電路時，傳感器輸出電流增大會燒壞采樣電阻；采用穩(wěn)壓二極管保護時，傳感器短路會造成電源負載加大而損壞電源。 [0003]針對相關(guān)技術(shù)中電流傳感器容易引起故障的問題，目如尚未提出有效的解決方案。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種電流傳感器的接口保護電路、控制電路和電器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中電流傳感器容易引起故障的問題。
[0005]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種電流傳感器的接口保護電路。
[0006]根據(jù)本實用新型的電流傳感器的接口保護電路包括:采樣電路，采樣端與電流傳感器相連接，輸出端與控制器相連接；限流電路，連接在電流傳感器與采樣電路的采樣端之間；以及鉗位電路，與采樣電路相連接，用于控制采樣電路在預(yù)設(shè)電壓值以下。
[0007]進一步地，接口保護電路還包括:濾波電路，與采樣電路相連接。
[0008]進一步地，采樣電路包括:連接器，與電流傳感器相連接；采樣電阻，連接在連接器的第一輸出端與第一節(jié)點之間，其中，第一節(jié)點為連接器的第二輸出端與信號地之間的節(jié)點；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，連接在第二節(jié)點與控制器之間，其中，第二節(jié)點為采樣電阻與連接器的第一輸出端之間的節(jié)點。



IX X'
[0009]進一步地，采樣電阻的電阻值滿足R' <r，其中，VCC為預(yù)設(shè)電壓值，Ifflax為電流




max
傳感器的最大輸出電流值。
[0010]進一步地，鉗位電路包括:直流電源，直流電源的輸出電壓大小為預(yù)設(shè)電壓值；第一二極管，陽極與連接器的第一輸出端相連接，陰極與直流電源相連接；以及第二二極管，陽極與連接器的第一輸出端相連接，陰極與采樣電阻相連接。
[0011]進一步地，限流電路包括第一限流電阻，連接在連接器的第一輸出端與第二二極管的陽極之間。[0012]進一步地，第一限流電阻的電阻值滿足R' ^- R:-，其中，Vs為電流傳




max
感器的電源電壓，Vmax為電流傳感器的最大工作壓降，Vd2為第二二極管的正向工作電壓。
[0013]進一步地，采樣電路還包括:第二限流電阻，連接在第二節(jié)點與模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間。
[0014]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種控制電路。
[0015]根據(jù)本實用新型的控制電路包括:電流傳感器；控制器；以及接口保護電路，連接在電流傳感器與控制器之間，其中，接口保護電路為本實用新型上述內(nèi)容所提供的任一種接口保護電路。
[0016]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種電器。
[0017]根據(jù)本實用新型的電器包括本實用新型上述內(nèi)容所提供的控制電路。
[0018]本實用新型采用具有以下結(jié)構(gòu)的電流傳感器的接口保護電路:采樣電路，采樣端與電流傳感器相連接，輸出端與控制器相連接；限流電路，連接在電流傳感器與采樣電路的采樣端之間；以及鉗位電路，與采樣電路相連接，用于控制采樣電路在預(yù)設(shè)電壓值以下。通過設(shè)置限流電路對采樣線路中的電流值進行限定，實現(xiàn)了在電流傳感器輸出異常的情況下，避免輸出電流過大而燒壞采樣電路。通過設(shè)置鉗位電路對采樣電路的電壓值進行限定，實現(xiàn)了在電流傳感器短路的情況下，避免采樣電壓超過后續(xù)電路的工作電壓。以此，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電流傳感器 容易引起故障的問題，進而達到了提高電流傳感器工作穩(wěn)定性，對連接電流傳感器的控制器接口電路進行保護的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的電流傳感器的接口保護電路的示意圖；
[0021]圖2是根據(jù)本實用新型實施例的電流傳感器的接口保護電路的原理圖；以及
[0022]圖3是根據(jù)本實用新型實施例的電流傳感器的接口保護電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。
[0024]本實用新型提供了一種電流傳感器的接口保護電路，以下對本實用新型實施例所提供的電流傳感器的接口保護電路做具體介紹:
[0025]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的電流傳感器的接口保護電路的示意圖，如圖1所示，該接口保護電路主要包括采樣電路10、限流電路20、鉗位電路30，其中:
[0026]采樣電路10的采樣端與電流傳感器S相連接，輸出端與控制器(即，CPU)相連接，主要是將電流傳感器S傳送來的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，并將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后給控制器，進而換算成傳感器對應(yīng)的測量信號的值。
[0027]限流電路20連接在電流傳感器S與采樣電路10的采樣端之間，用于保護采樣電路10，避免因電流傳感器S的輸出電流過大而燒壞采樣電路10。[0028]鉗位電路30與采樣電路10相連接，用于控制采樣電路10在預(yù)設(shè)電壓值以下，避免采樣電路10的兩端電壓超過后續(xù)控制器的工作電壓，造成采樣錯誤。
[0029]本實用新型實施例所提供的電流傳感器的接口保護電路，通過設(shè)置限流電路對采樣線路中的電流值進行限定，實現(xiàn)了在電流傳感器輸出異常的情況下，避免輸出電流過大而燒壞采樣電路。通過設(shè)置鉗位電路對采樣電路的電壓值進行限定，實現(xiàn)了在電流傳感器短路的情況下，避免采樣電壓超過后續(xù)電路的工作電壓。以此，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電流傳感器容易引起故障的問題，進而達到了提高電流傳感器工作穩(wěn)定性，對連接電流傳感器的控制器接口電路進行保護的效果。
[0030]優(yōu)選地，本實用新型實施例的接口保護電路還包括濾波電路40，該濾波電路40與采樣電路10相連接，主要是對傳輸線路中的交流信號進行濾波，該交流信號主要是傳輸線路中產(chǎn)生的低頻或高頻交流雜波。
[0031]通過在電流傳感器的接口保護電路中設(shè)置濾波電路，來進行濾波，實現(xiàn)了保證傳感器檢測到的信號傳輸?shù)臏蚀_性。
[0032]具體地，在本實用新型實施例中，濾波電路40可以采用幾個電容并聯(lián)的形式實現(xiàn)，其具體電路在以下內(nèi)容中再做具體說明。
[0033]圖2是根據(jù)本實用新型實施例的電流傳感器的接口保護電路的原理圖，圖3是根據(jù)本實用新型實施例的電流傳感器的接口電路電流的電路圖，如圖2和圖3所示，采樣電路10主要包括連接器CNl、采樣電阻R3和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(即，A/D轉(zhuǎn)換器)11，其中: [0034]連接器CNl與電流傳感器S相連接，即，連接器CNl用于將電流傳感器S連接到接口保護電路中。
[0035]采樣電阻R3連接在連接器CNl的第一輸出端與第一節(jié)點之間，其中，第一節(jié)點為連接器CNl的第二輸出端與信號地之間的節(jié)點，在電流傳感器S正常工作情況下，電流傳感器S輸出為4-20mA的恒流輸出，采樣電阻R3即對電流傳感器S輸出的4_20mA的電流信號進行采樣，并將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。
[0036]模數(shù)轉(zhuǎn)換器11連接在第二節(jié)點與控制器之間，其中，第二節(jié)點為采樣電阻R3與連接器CNl的第一輸出端之間的節(jié)點，用于對采樣電阻R3傳輸過來的電壓信號進行采樣，傳輸至控制器。





y( X'
[0037]在本實用新型實施例中，采樣電阻R3的電阻值大小滿足仏，其中，VCC為





max
預(yù)設(shè)電壓值，Ifflax為電流傳感器S的最大輸出電流值，將采樣電阻R3的電阻值大小設(shè)置為滿
VCC
足乂，即是將采樣電阻R3的最大工作電壓，設(shè)置為控制器的信號接收端允許的最大
max
輸入電壓，達到盡量提高采樣精度的目的。
[0038]鉗位電路30主要包括直流電源VCC、第一二極管Dl和第二二極管D2，其中:
[0039]直流電源VCC的輸出電壓大小為預(yù)設(shè)電壓值VCC。
[0040]第一二極管Dl的陽極與連接器CNl的第一輸出端相連接，第一二極管Dl的陰極與直流電源VCC相連接。
[0041]第二二極管D2的陽極與連接器CNl的第一輸出端相連接，第二二極管D2的陰極與采樣電阻R3相連接。
[0042]在電流傳感器S工作異常時，比如電流傳感器S短路，則采樣電阻R3的兩端的電壓可能會超過了后續(xù)A/D電路的工作電壓。造成A/D采樣錯誤，有時會影響其它路的采樣，甚至?xí)龤/D器件。采用Dl，D2組成的雙二極管嵌位電路，將采樣電路輸出電壓嵌位在VCC以下。
[0043]在本實用新型實施例中，第一二極管Dl和第二二極管D2為規(guī)格相同的二極管，每個二極管的額定電流大于電流傳感器S的最大工作電流1_。
[0044]傳感器正常工作時，采樣電阻R3兩端的電壓小于VCC，D1截止，D2導(dǎo)通，流過采樣電阻R3的電流為電流傳感器S的輸出電流；A點的電壓等于采樣電阻R3的電壓與D2的正向?qū)妷褐?。?dāng)電流傳感器S出現(xiàn)故障時，A點的電壓偏高，Dl導(dǎo)通，將A點的電壓嵌位在VCC與Dl的正向?qū)妷褐蜕?。因此，只要Dl與D2的型號相同，就可以保證采樣電阻R3兩端的輸出電壓不超過VCC，A/D電路能夠正常工作。
[0045]限流電路20包括第一限流電阻R1，連接在連接器CNl的第一輸出端與第二二極


管D2的陽極之間。第一限流電阻Rl的電阻值滿足r≤VS-Vmax-vd2/imax-r3，其中，Vs為電流

傳感器的電源電壓，Vmax為電流傳感器的最大工作壓降，Vd2為第二二極管D2的正向工作電壓。
[0046]電流傳感器在工作時，可能會由于器件損壞或其它原因，使電流傳感器輸出異常，導(dǎo)致流過采樣電阻R3的電流過大而燒毀R3。為此，在電流傳感器的輸出端串接一個限流電阻R1，用來保護采樣電阻R3。
[0047]進一步地，采樣電路10還包括第二限流電阻，該第二限流電阻R4連接在第二節(jié)點與模數(shù)轉(zhuǎn)換器11之間，用于對傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換器11的電壓信號進行降壓，避免采樣電壓超過后續(xù)電路的工作電壓，進一步提高電流傳感器的工作穩(wěn)定性。
[0048]本實用新型實施例還提供了一種控制電路，控制電路包括電流傳感器和控制器，以及連接在電流傳感器和控制器之間的接口保護電路，該接口保護電路為本實用新型上述內(nèi)容所提供的任一種電流傳感器的接口保護電路。
[0049]通過在控制電路中設(shè)置接口保護電路，實現(xiàn)了對于傳感器數(shù)量較多，工作環(huán)境復(fù)雜的控制電路進行保護，此種控制電路具有工作穩(wěn)定性高的優(yōu)點。
[0050]此外，本實用新型實施例還提供了一種電器，該電器包括本實用新型上述內(nèi)容所提供的控制電路。
[0051]從以上的描述中，可以看出，本實用新型實現(xiàn)了提高電流傳感器的工作穩(wěn)定性，對連接電流傳感器的控制器接口電路進行保護。
[0052]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電流傳感器的接口保護電路，其特征在于，包括: 采樣電路(10)，采樣端與所述電流傳感器相連接，輸出端與控制器相連接； 限流電路(20)，連接在所述電流傳感器與所述采樣電路(10)的采樣端之間；以及鉗位電路(30 )，與所述采樣電路(10 )相連接，用于控制所述采樣電路(10 )在預(yù)設(shè)電壓值以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口保護電路，其特征在于，所述接口保護電路還包括: 濾波電路(40 )，與所述采樣電路(10 )相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口保護電路，其特征在于，所述采樣電路(10)包括: 連接器(CNl)，與所述電流傳感器相連接； 采樣電阻(R3)，連接在所述連接器(CNl)的第一輸出端與第一節(jié)點之間，其中，所述第一節(jié)點為所述連接器(CNl)的第二輸出端與信號地之間的節(jié)點；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)，連接在第二節(jié)點與所述控制器之間，其中，所述第二節(jié)點為所述采樣電阻(R3)與所述連接器(CNl)的第一輸出端之間的節(jié)點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接口保護電路，其特征在于，所述采樣電阻(R3)的電阻值滿 FCV足A其中，VCC為 所述預(yù)設(shè)電壓值，Ifflax為所述電流傳感器的最大輸出電流值。
max
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接口保護電路，其特征在于，所述鉗位電路(30)包括: 直流電源(VCC)，所述直流電源(VCC)的輸出電壓大小為所述預(yù)設(shè)電壓值； 第一二極管(D1)，陽極與所述連接器(CNl)的第一輸出端相連接，陰極與所述直流電源(VCC)相連接；以及 第二二極管(D2)，陽極與所述連接器(CNl)的第一輸出端相連接，陰極與所述采樣電阻(R3)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接口保護電路，其特征在于，所述限流電路(20)包括第一限流電阻(R1)，連接在所述連接器(CNl)的第一輸出端與所述第二二極管(D2)的陽極之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接口保護電路，其特征在于，所述第一限流電阻(Rl)的電阻
j r j Tj r值滿足翠^ 廠_ υ- _盡，其中，Vs為所述電流傳感器的電源電壓，Vfflax為所述電流傳感

max器的最大工作壓降，Vd2為所述第二二極管(D2)的正向工作電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接口保護電路，其特征在于，所述采樣電路(10)還包括: 第二限流電阻(R4)，連接在所述第二節(jié)點與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)之間。
9.一種控制電路，其特征在于，包括: 電流傳感器； 控制器；以及 接口保護電路，連接在所述電流傳感器與所述控制器之間，其中，所述接口保護電路為權(quán)利要求1至8中任一項所述的接口保護電路。
10.一種電器，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的控制電路。
【文檔編號】H02H9/02GK203707767SQ201420062550
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月11日
【發(fā)明者】范明喜, 唐政清, 龐維容, 郭雙林 申請人:珠海格力電器股份有限公司