一种电流检测电路制造技术

本申请公开了一种电流检测电路。包括DC/DC转换器、电荷泵电压反转器、电流传感放大器和单片机；单片机内置有模数转换器；DC/DC转换器的输入端与外部直流电源的输出正极连接、输出端与电荷泵电压反转器的输入端连接；外部直流电源的输出正极与负载的电源端连接；电流传感放大器的同相输入端与负载的采样端连接；负载的采样端经过电阻R16与外部直流电源的返回负极连接；电流传感放大器的反相输入端与外部直流电源的返回负极连接、输出端与单片机的输入端连接；电流传感放大器的接地端与电荷泵电压反转器的输出端连接。本申请可以检测120V或更高电压，同时测量到的总消耗电流包括了检测电路自身耗电，突破了传统高侧和低侧检测电路的局限性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电路，具体涉及一种电流检测电路。

技术介绍

1、智能分层注水是石油行业中一种常见的增产技术。在该过程中，测试设备功耗的准确性和稳定性非常重要，因为可以提高数据记录精确程度和问题诊断能力。而检测电流是评估设备功耗的一种有效手段，因为功耗与电流之间存在着直接的关联关系。通过测量电流，可以了解设备在工作过程中所消耗的电能大小，从而推断出其功耗水平。

2、传统检测直流电流的方式有两种，包括：

3、(1)高侧电流检测：如图1所示，在高侧电流检测中，在高压直流电源线串联一个电阻，通过电阻分压将电流信号转化为电压信号，并经过放大器放大后采样到单片机进行处理。这种方法的优点是电路结构相对简单，能够较为准确地测量电流值。然而，其缺点在于放大器的输入电压有限，无法测试放大器芯片输入电压以上的直流电压。目前尚未发现能够承受高于120v以上输入电压的放大器芯片；如果存在这样的放大器芯片，其价格也会非常昂贵，数量稀少。也就是说，在被检测电压超过120v时，高侧电流检测电路无法实现检测。

4、(2)低侧电流检测：如图2所示，低侧电流检测则是在gnd线串联一个电阻，同样通过电阻分压将电流信号转化为电压信号，并经过放大器采样到单片机进行处理。这种方法的优点是可以避免放大器的输入电压限制，但其缺点是放大器自身、后面的adc芯片和单片机(检测电路)的自身耗电没有包含在检测电路中。

5、以上两种现有的检测直流电流方式都存在一定的局限性，不能完全满足智能分层注水设备功耗测试的需求。

技术实现思路

1、为此，本申请提供一种电流检测电路，旨在能够避免放大器的输入电压限制，同时可以获得负载和检测电路自身的全部耗电。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、一种电流检测电路，包括dc/dc转换器、电荷泵电压反转器、电流传感放大器和单片机；所述单片机内置有模数转换器；

4、所述dc/dc转换器的输入端与外部直流电源的输出正极连接，所述dc/dc转换器的输出端与所述电荷泵电压反转器的输入端连接，所述电荷泵电压反转器的输出端用于输出负电压；所述外部直流电源的输出正极与负载的电源端连接；所述电流传感放大器的同相输入端与所述负载的采样端连接；所述负载的采样端还经过电阻r16与所述外部直流电源的返回负极连接；所述电流传感放大器的反相输入端与所述外部直流电源的返回负极连接，所述电流传感放大器的输出端与所述单片机的输入端连接；所述电流传感放大器的电源端和单片机的电源端均与所述dc/dc转换器的输出端连接，所述电流传感放大器的接地端与所述电荷泵电压反转器的输出端连接，所述电流传感放大器的参考电压端与参考地端连接。

5、可选地，所述负载的采样端还与参考地端连接。

6、可选地，所述负载为智能分层注水设备中的耗电的外设。

7、可选地，所述电流传感放大器的型号为ina199a1dckr。

8、可选地，所述电阻r16的阻值为0.1ω。

9、相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

10、本申请实施例提供了一种电流检测电路的新的硬件架构，是在传统低压侧检测电路的基础上，增加设置了电荷泵电压反转器，使用电流传感放大器替代了放大器，同时将电流传感放大器的同相输入端与负载的采样端连接，将负载的采样端经过电阻r16与外部直流电源的返回负极连接，以及将电流传感放大器的反相输入端与外部直流电源的返回负极连接；通过电流传感放大器能够测量外部电源为整个电流检测电路所提供的总电流，也就是能够测量电流检测电路中包含了负载、电流传感放大器和单片机的耗电的总电流；由于在低压侧引入负电压，被检测部分电压可以降低到0v以下，可以测试极高直流电压供电的设备，例如被检测电压可以超过120v；因此通过本申请所提供的电流检测电路，可以避免放大器的输入电压限制，同时可以获得负载和检测电路自身的全部耗电情况，突破了传统高侧和低侧检测电路的局限性。

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【技术保护点】

1.一种电流检测电路，其特征在于，包括DC/DC转换器、电荷泵电压反转器、电流传感放大器和单片机；所述单片机内置有模数转换器；

2.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述负载的采样端还与参考地端连接。

3.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述负载为智能分层注水设备中的耗电的外设。

4.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述电流传感放大器的型号为INA199A1DCKR。

5.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述电阻R16的阻值为0.1Ω。

【技术特征摘要】

1.一种电流检测电路，其特征在于，包括dc/dc转换器、电荷泵电压反转器、电流传感放大器和单片机；所述单片机内置有模数转换器；

2.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述负载的采样端还与参考地端连接。

3.根据权利要求1所述的电流检测电...

【专利技术属性】
技术研发人员：董洪波，宋健，胡峰超，周心子谦，
申请(专利权)人：北京金科龙石油技术开发有限公司，
类型：新型
国别省市：