[发明专利]一种功率电流隔离采集电路

说明书

本发明属于机载模拟量采集技术领域，尤其涉及一种基于浮地供电的功率电流隔离采集电路。所述电路包括隔离电源单元、采样电阻、信号调理单元、A/D转换单元和隔离光耦单元，采样电阻串接在功率电路上，采样电阻两端的电压经信号调理单元调理后发送至A/D转换单元，A/D转换单元的转换结果经隔离光耦单元传输至机电管理计算机；隔离光耦单元一端通过隔离电源单元供电，另一端通过数字电源供电；A/D转换单元和信号调理单元均通过隔离电源单元供电；隔离电源单元的正端和采样电阻的电流输入端连接。提供一种功率电流隔离采集电路，实现功率电流的高精度隔离采集。

技术领域

本发明属于机载模拟量采集技术领域，尤其涉及一种基于浮地供电的功率电流隔离采集电路。

背景技术

飞机机电系统中包含大量需检测接口功率电流的需求，传统的做法一般在接口功率电流汇入地线之前串接采样电阻，通过采集电阻电压解算接口功率电流，当各接口不同时在一个设备之内时，需设置单独的功率电流回线，导致其线缆设计繁重，同时由于地平面的相互干扰和耦合，导致模拟量采集精度降低和信号处理复杂程度增加；现有的另外一种做法是在功率电流流入接口之前串接采样电阻，通过隔离运放变换后，将模拟量电压送至A/D转换模块，但隔离运放会使A/D转换模块损失2～3位采集精度，降低功率电流采集的精度。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种功率电流隔离采集电路，实现功率电流的高精度隔离采集。

本发明的技术方案：一种功率电流隔离采集电路，其特征为：所述电路包括隔离电源单元、采样电阻、信号调理单元、A/D转换单元和隔离光耦单元，采样电阻串接在功率电路上，采样电阻两端的电压经信号调理单元调理后发送至A/D转换单元，A/D转换单元的转换结果经隔离光耦单元传输至机电管理计算机；

隔离光耦单元一端通过隔离电源单元供电，另一端通过数字电源供电；

A/D转换单元和信号调理单元均通过隔离电源单元供电；

隔离电源单元的正端和采样电阻的电流输入端连接。

优选地，所述隔离电源单元采用隔离电源模块或分立器件隔离方式，实现隔离电源变换。

优选地，所述采样电阻阻值选取应保证功率电流在采样电阻产生的压降不大于隔离电源单元输出电压，以降低信号调理单元设计复杂度。

优选地，所述A/D转换单元输出接口为SPI接口。

本发明的有益效果：信号调理单元、A/D转换单元和信号隔离单元工作电源采用浮地供电方式，省去了电缆回线设置，规避了采用隔离运放导致的A/D转换精度损失，实现了模拟量系统和数字信号处理系统的隔离，消除了功率电路和数字电路之间的耦合干扰，增加了系统的抗干扰强度，提高了功率电流采集精度。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图2所示为一种28V母线电流采集示意图

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

图1是一种功率电流隔离采集电路功能框图。参照图1所示，电路包括隔离电源单元、采样电阻、信号调理单元、A/D转换单元和隔离光耦单元，采样电阻串接在功率电路上，采样电阻两端的电压经信号调理单元调理后发送至A/D转换单元，A/D转换单元的转换结果经隔离光耦单元传输至机电管理计算机，从而完成功率电流值的解算。

图2所示为一种28V母线电流采集示意图，5V数字电源经隔离DC/DC电源芯片DCP020503P后产生3.3V电源，供A/D转换器和隔离光耦单元工作，3.3V电源的正端与28V母线电源连接，此时3.3V电源负端电压实际为24.7V。功率电流从0.1Ω的采样电阻流过，经RC电阻网络信号调节后输入至A/D转换单元，A/D转换单元的输入电压为V_in＝3.3–i*0.1，i为流经采样电阻的电流，故该电路设计的最大采样电流为33A，A/D转换单元采用ADI公司的AD7691芯片，A/D转换结果通过SPI接口发送至隔离光耦单元，隔离光耦将该信号转换为数字逻辑，发送至机电管理计算机，从而完成功率电流的采集和解算。