电流检测设计要点

大连海事大学毕业论文Array二○○七年六月PWM逆变器电流有效值的检测专业班级：电气工程及其自动化一班姓名：xxxx指导教师：xxxxxx自动化与电气工程学院摘要随着社会生产力的迅猛发展，先进电子技术的不断出现，电子设备的应用领域变的越来越广泛，用电设备的种类也越来越多,对电的需求越来越多，对控制技术的要求也越来越高，而要实现精确的控制，对电流的检测就是其中重要的一部分。

目前，社会上逆变器的产品以SPWM控制式为主，本文就是检测PWM逆变器电流的有效值，第一部分介绍了逆变器的发展史，逆变器的分类以及PWM逆变器的工作原理，第二部分介绍了本论文的原理，接着简单介绍了各个主要电路的原理，第三部分介绍了电流检测的分类，以及电流检测元件的分类，本文检测电路的原理，本文研究的检测电路采用了精密互感器检测电流，并将电流信号转换成电压信号，用精密整流电路将交流电压的负半周翻转到坐标轴以上，送到单片机的C0通道进行模数转换。

第四部分首先简单介绍了A VR单片机的结构特点，其次介绍了本文主程序的流程图，然后分模块介绍了模数转换、发SPWM波和显示程序的流程图。

本文利用了A VR自带的模数转换功能，将送到单片机的电压值模数转换，并根据电流有效值定义计算出有效值，在LED中显示出来。

利用定时器的PWM 功能，发出两路SPWM波.第五部分对本论文进行总结。

关键词：PWM逆变器电流有效值A VR单片机ABSTRACTAlong with the rapid social development of the productivity, advanced electronic technologies continue to emerge. Application of electronic equipment field becomes increasingly wide, and the variety of electrical equipment have had more and more demands because of electricity growing, control technologies are increasingly high requirements, and to achieve the precise control, the current detection is an important part. At present, there are inverter products to SPWM controlled mainly, This paper is the detection of PWM inverter current RMS, the first part on the inverter's history of development, the classification of inverter, and the principle of PWM inverter, the second part is the principle of the system, then a brief introduction of each of the major circuit theory, the third part is the current detection classification, Current detection and classification of components, the current detection circuit theory, The detection circuit employs sophisticated current transformer and current signal is converted into voltage signals Precision rectifier circuits reversed over AC voltage to the negative half-cycle of the axes , and the C0 channel for analog-to-digital conversion . Part IV the first simply introducing the structure of A VR, followed by the introduction of this process flowchart, then sub-module on the analog-to-digital conversion, the SPWM and display process flowchart , the value of the voltage which is sent to A VR would Convert into a digital , and under the current RMS definition calculate RMS . Make use of the timer the PWM function of the A VR, send out two SPWM waves. The last part carries on summary to this paper.Keywords : PWM inverter current RMS A VR目录第一章前言 (1)1.1 逆变器发展史 (1)1.2 逆变器的分类. (1)1.3、PWM控制技术 (2)1.3.1.PWM控制的基本原理 (2)1.3.2 SPWM控制的基本原理 (3)第二章系统原理及组成 (6)2.1 系统硬件框图 (6)2.2 主要组成电路 (6)2.2.1 滤波整流电路 (6)2.2.2 逆变电路 (7)2.2.3 驱动电路 (9)第三章电流有效值的检测 (11)3.1 检测的分类 (11)3.1.1 电阻检测和磁检测 (11)3.1.2 电流检测元件 (13)3.2 电流有效值的检测 (14)3.2.1 有效值 (14)3.2.2 检测电路 (15)第四章基于单片机的软件设计 (18)4.1 A VR系列单片机简介 (18)4.1.1 ATmega8特点 (18)4.1.2 ATmega8单片机的指令系统 (21)4.2基于A VR单片机PWM逆变器电流有效值的检测软件设计 (21)4.2.1主程序流程图 (21)4.2.2 AD转换 (22)4.2.3 显示 (23)4.2.4 SPWM波产生 (25)第五章实验与总结 (30)5.1 单片机发出两路SPWM波形 (30)5.2检测的电流数据 (30)5.3 总结 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录A (33)第一章前言1.1 逆变器发展史所谓逆变器，是指整流（又称顺变）器的逆向变换装置。

低边电流检测电路设计1.引言1.1 概述概述低边电流检测电路是一种用于测量电路中电流的重要组成部分。

在很多应用中，需要对电路中的电流进行精确测量和监控，以确保电路的正常运行和保护电子设备的安全。

本文将介绍一个设计低边电流检测电路的方法和原理。

首先，我们将对该电路的设计目的进行讨论，明确需要实现的功能和性能要求。

接着，我们将详细阐述该电路的设计原理，包括基本的电流测量原理和相关的电子元器件理论知识。

在电路组成部分，我们将介绍所需的元件和其相互连接的方式。

这将包括电压源，电阻器和运放等组件的选择和安装。

我们还将讨论一些常见的电路配置和调整方法，以提高电流检测电路的精确度和可靠性。

最后，我们将通过实验结果来验证设计的有效性，并通过对实验数据的分析和总结，对低边电流检测电路的性能进行评估。

同时，我们还将展望未来对该电路的改进和优化方向。

通过本文的阅读，读者将能够了解低边电流检测电路的设计方法和实现原理，以及如何正确选择和配置相关的元器件。

同时，读者还将了解到该电路的应用前景和未来的发展方向。

希望本文对读者在电路设计和电流测量方面能够提供一定的指导和帮助。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构来介绍低边电流检测电路的设计原理、电路组成以及实验结果等内容。

第二部分为正文部分，将详细介绍低边电流检测电路的设计原理。

我们将首先阐述低边电流检测的概念及其在电子设备中的应用。

接着，我们将介绍低边电流检测电路的工作原理和基本原理，包括电流测量方法、电流放大技术等相关知识。

第三部分将重点讨论低边电流检测电路的电路组成。

我们将详细介绍电流检测元件的选择与设计，包括电流传感器、电流放大器、滤波器等。

此外，还将介绍电路的供电部分和输出部分的设计，以及对信号的处理和保护电路的设计。

第四部分为结论部分，将介绍实验结果的分析和总结。

我们将详细描述实验设计和实验结果，并对实验结果进行分析和讨论。

最后，我们将总结本文的研究内容，提出对未来研究方向的展望。

高精度电流检测电路的设计摘要：本文采用CSMC0.18um的标准CMOS工艺，设计一种以共栅放大器控制SenseFET 的高精度电流检测电路。

仿真结果表明，电路具有结构简单、版图面积小等特点；而且，该电路的检测电流I sense与电感电流I L呈线性关系；且当电路工作电压为1V、负载电流I o=10mA时，功耗P=12.40µW；同时，在不同的负载电流下，电路精度总体在84%以上，最高可达92%。

值得一提的是，当温度在-40℃~125℃范围内变化时，并不会明显造成检测精度的降低；而且本文设计的电路版图面积为182.84µm2。

关键词：电流检测；共栅放大器；电流精度Designofhigh precision currentdetectioncircuitJiangBenfuCai Ziyang(Zhuhai College ofScience and Technology,Guangdong,Zhuhai, 519000)Abstract：Inthispaper,ahigh-precisioncurrentdetectioncircuitwithacommongateamplifiercontrollingSenseFETisdesignedusingastandardCMOSprocessofCSMC0.18um.Simulationresultssho wthatthecircuithasasimplestructureandsmalllayoutarea;moreover,thecircuithasalinearrelations hipbetweenthedetectioncurrentI sense andtheinductorcurrentI L;andthepowerconsumptionP=12.40µWwhenthecir cuitoperatesat1VandtheloadcurrentI o=10mA;meanwhile,thecircuitaccuracyisabove84%overallandupt o92%atdifferentloadcurrents.Itisworthmentioningthatwhenthetemperaturevariesintherangeof-40°Cto125°C,itdoes notsignificantlycausethedegradationofdetectionaccuracy;andthecircuitlayoutaread esignedinthispaperis182.84µm2.Keywords：Currentdetection；Commongateamplifier；Current accuracy计通过检测管mp1检测电感电流[1]的变化，采用1．引言共栅放大器的反馈控制网络和采样电阻R S采集电感电流的变化。

过载电流检测方法及检测电路过载电流是指电路中的电流超过了设备或导线所能承受的额定电流值，可能会导致设备的损坏甚至发生火灾等危险情况。

因此，对过载电流进行及时准确的检测是至关重要的。

在本文中，我们将介绍几种常用的过载电流检测方法及其相应的电路设计。

一、过载电流检测方法1. 电流互感器法电流互感器是一种用于测量大电流的装置，它利用线圈的互感性原理，在高电流线路中感应出低电流，从而实现电流的测量。

在过载电流检测中，电流互感器通常安装在电路中的入口处，将高电流线路的电流转化为相应的低电流信号进行检测。

2. 热继电器法热继电器是一种通过热敏元件感应电流大小而实现动作的电器设备。

当电路中的电流超过热继电器所设定的额定电流值时，热继电器会通过温度的上升来感应并断开电路，从而达到过载电流的检测。

3. 电流差动法电流差动法是一种基于比较电路中的电流差异来检测过载电流的方法。

根据基尔霍夫定律，电流进入和离开某一点时应该是相等的。

因此，在电流差动法中，我们可以通过在电路的两个端口分别安装电流传感器，将两个电流信号进行比较，当它们之间的差值超过一定阈值时，即可判断电路中存在过载电流。

二、过载电流检测电路设计为了准确可靠地检测过载电流，需要设计相应的过载电流检测电路。

下面将介绍两种常用的设计方案。

1. 基于霍尔效应的电路设计霍尔效应是一种将电流转化为电压信号的现象，常用于测量电流大小。

在过载电流检测电路中，可以使用霍尔效应传感器将电流转化为相应的电压信号，然后通过放大电路对信号进行处理。

当电压信号超过设定的阈值时，触发器将输出相应的信号，实现过载电流的检测及处理。

2. 基于电阻检测的电路设计电阻检测是一种直接测量电流大小的方法。

在过载电流检测电路中，可以将一个适当的电阻与电路串联，通过检测电阻两端的电压来间接测量电流大小。

当电压超过设定的阈值时，触发器将触发相应的信号，实现过载电流的检测及处理。

三、总结过载电流是电路中常见的一种危险情况，需要及时准确地进行检测。

电压电流检测课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电压、电流的基本概念，理解其定义及单位；2. 帮助学生了解电压、电流的测量方法，掌握常用电压、电流检测仪器的使用；3. 使学生了解电压、电流在电路中的作用，理解电压、电流与电阻的关系。

技能目标：1. 培养学生正确使用电压、电流检测仪器进行测量的能力；2. 培养学生通过实际操作，分析电压、电流变化的能力；3. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的兴趣，激发学生探索科学原理的积极性；2. 培养学生严谨、细心的实验态度，养成实验操作的规范习惯；3. 培养学生的团队合作意识，提高学生沟通、交流的能力。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够准确复述电压、电流的定义及单位；2. 学生能够熟练操作电压、电流检测仪器，进行准确测量；3. 学生能够运用欧姆定律分析电路中的电压、电流变化；4. 学生能够在实际操作中，运用所学知识解决简单电路问题；5. 学生通过课程学习，增强对物理学科的兴趣，提高实验操作的规范性和准确性，培养良好的团队合作精神。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 电压、电流基本概念及单位- 电压的定义、符号、单位；- 电流的定义、符号、单位；- 电压、电流在电路中的作用。

2. 电压、电流测量方法- 多用电表的原理与使用；- 电压、电流测量仪器的连接与操作；- 测量误差的分析与处理。

3. 电压、电流与电阻的关系- 欧姆定律的推导与应用；- 串并联电路中电压、电流的特点；- 实际电路中电压、电流的计算。

4. 实践操作与问题解决- 设计简单的电路，进行电压、电流测量；- 分析电路中电压、电流的变化，解决实际问题；- 探讨电压、电流测量方法在实际应用中的优缺点。

教学内容安排与进度：第一课时：电压、电流基本概念及单位；第二课时：电压、电流测量方法；第三课时：电压、电流与电阻的关系；第四课时：实践操作与问题解决。

电流检测及报警课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电流的基本概念，掌握电流的测量原理。

2. 学生能了解电流报警系统的组成及其工作原理。

3. 学生能掌握电流异常时的处理方法及安全知识。

技能目标：1. 学生能正确使用电流表进行电流测量，并准确读取数据。

2. 学生能设计简单的电流报警电路，并进行调试。

3. 学生能通过实验分析，解决电流测量及报警过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生能培养对物理学实验的兴趣，增强探索科学的精神。

2. 学生能树立安全意识，遵守实验操作规程，养成严谨的科学态度。

3. 学生能在团队合作中发挥积极作用，培养沟通与协作能力。

课程性质：本课程为物理学科实验课程，结合电流测量及报警系统的实际应用，旨在培养学生的实验操作能力、问题解决能力和团队合作精神。

学生特点：六年级学生具有一定的物理知识基础，对实验操作充满好奇，但实验技能和安全意识有待提高。

教学要求：教师需引导学生通过实验探索电流测量及报警的原理，注重培养学生的实际操作能力，关注学生的安全意识，提高学生的科学素养。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 电流基本概念：电流的定义、单位、方向。

2. 电流测量原理：电流表的结构、工作原理、使用方法及注意事项。

3. 电流报警系统：报警系统的组成、工作原理、设计要求。

- 报警电路设计：原理图绘制、元件选择、电路搭建。

- 报警系统调试：测试方法、故障排查、性能优化。

4. 电流异常处理：电流异常现象分析、安全知识、应急措施。

5. 实践操作：分组进行电流测量及报警电路设计、搭建、调试。

教学内容安排与进度：第一课时：电流基本概念，介绍电流的定义、单位、方向等基础知识。

第二课时：电流测量原理，学习电流表的结构、使用方法及注意事项。

第三课时：电流报警系统理论，讲解报警系统的组成、工作原理及设计要求。

第四课时：报警电路设计，引导学生绘制原理图、选择元件、搭建电路。

—科教导刊（电子版）·2019年第33期/11月（下）—120大学生电子设计竞赛中电流检测方案的设计牟峰（南京工业大学计算机学院江苏·南京210000）摘要全国大学生电子设计竞赛中的电源类和控制类题型中，经常需要对某关键电路的电流做出定性或定量的检测。

本文对常见电流检测电路进行梳理和实验验证。

提供几种在不同应用场景下，可以很好应用的电流检测方案。

供参赛学生做赛前训练和竞赛技术准备。

关键词电子设计竞赛电流检测简单检测定量测量中图分类号：G642文献标识码：A 全国大学生电子设计竞赛是教育部高教司主办的6个全国性学科竞赛之一。

其中电源类和控制类竞赛题型中，经常需要对关键电路的电压和电流进行定性控制或精确定量测量。

对电压的测试方法较多，对电流的检测同学往往方法不多。

现进行几个电流的定性和定量检测方案的设计，供不同场合选择使用。

1简单电流检测指示电路设计方案在许多电路应用场景下，只需要检测电流的有无，并做出指示即可。

如充电器电路中显示是否有充电电流功能。

可以使用如图1所示电路，使用很小的电阻，消耗很小的电压，实现电流的检测。

2可调电流检测控制电路设计方案在一些应用场景中，需要很方便地对被检测的电流在一定范围内调节，在达到设定电流大小时，产生一个控制信号，进行相关调整。

可以采用如图2所示电路，通过电压比较器LM339的同相端和反向端的电压比较，在输出端输出电压的高低，实现所需的控制。

图1：简单电流检测指示图2：可调电流检测控制电路电路3定量电流检测芯片应用设计方案在需要精确定量测量电流的应用场合，使用电流采样电阻等分立元件的测试电路对器件的稳定性和电路调试要求都很高。

使用电流测量集成芯片是很好的方案。

各家公司出品的电流检测芯片内部的原理有基于电容式隔离放大、塔式隔离放大、霍尔隔离放大等不同，但外围电路都比较类似。

现介绍两种常用的电流检测芯片设计方案。

一种是使用外接电流采样电阻，另一种使用芯片内部集成的电流采样电阻。

汽车电子中的低成本检测电流-设计应用这是我以前写的一篇文章，这里主要介绍电流的检测。

我所涉及的车身电子部分中，用的运放非常少。

因此我觉得还是把一些考虑结合使用中，让大家发现设计中容易被忽略的一些因素吧。

首先考虑两种不同的方法：基于磁场的检测方法和基于分流器的检测方法。

1.基于磁场的检测方法(以电流互感器和霍尔传感器为代表)具有良好的隔离和较低的功率损耗等优点，在电源驱动技术和大电流领域应用较多，但它的缺点是体积较大，补偿特性、线性以及温度特性不理想。

2.分流器的方法高精度低阻值电阻器目前具有大功率和小体积的特点，这种方法成本较低，精度较高。

在中用的较多。

以车窗控制为例，想要实现防夹的功能，通常是同时使用两种方法进行检测的。

我们面对的车身电子控制系统的工作电流，一般都在在1-100A之间，当然大部分负载都有Inrush电流，这也是我们需要注意的。

今天需要涉及的还是分流器的方法。

分流器的方法是在电流路径中以串联的方式插入一个低阻值的检测电阻会形成一个小的电压降，该压降可被放大从而被当作一个正比于电流的信号。

这是我们检测的原理。

当然有两种为基本的拓扑：低边电流检测将检测电阻放在负载和电路地之间，那么该电阻上形成的压降可以用简单的运放进行放大。

高边检测将检测电阻放在电源和负载之间。

如果更要细分，可将开关的位置一并考虑进去，因为我们面对的是感性负载。

对于高端检测的运放电路入下图所示：对于低端检测的运放电路如图所示：这两个图都是原理级别的，实际上有很多问题，值得我们去思考。

1.低端检测的缺点先看系统性的问题，检测电阻引入的可能会造成地线干扰，比如5毫欧电阻，在Inrush电流100A下，会到0.5V.事实上，一般检测电源的地线与运放的地线不同，有可能产生1V的地线偏移。

而大部分AECQ的运放如LM2902和LM2904的输入电压为-0.3V。

-1V 的电压会让运放在几秒内烧毁。

事实上六中配置中的flying是需要慎重用的，如果产生了高压和低压的脉冲波形，同样对运放来说是个灾难。

15.4电流的测量,教案篇一：15.4电流的测量教学设计15.4电流的测量【教学目标】1．知识与技能：知道用电流表示电流的强弱及电流的单位；能正确使用电流表测量电流；会根据所选量程正确读出电流表的示数。

2．过程和方法：通过观察认识电流表，动手连接电流表，掌握正确使用测量工具的方法。

3．情感态度和价值观：培养严谨认真的科学态度和主动积极的合作意识。

进一步提高学习物理的兴趣．【教学重点难点】教学重点：正确使用电流表，并能准确读数。

教学难点：正确连接电路，正确使用电流表测量电路中的电流。

【教学过程】一、导入新课教师演示：接通电路，使小灯泡发光。

改变滑动变阻器滑片的位置使灯光亮度发生变化，并提醒同学们观察。

提问：灯的亮度发生了怎么样的变化？这是为什么？灯泡发光说明电路中有电流，小灯泡的亮度不同说明流过的电流强弱不一样。

(引入课题)二、新课教学（一）电流的强弱1.电流的强弱请同学回答下列问题。

(检查学生预习情况)（1）电流强弱用什么表示？用什么字母表示？（2）单位和符号是什么？它是否还有其他的单位？换算关系怎样？2.知识归纳：电流是表示电流强弱的物理量。

通常用字母i表示，它的单位是安培，简称安，符号是a。

除了安培还有毫安（ma）、微安（μa）。

3.单位换算：（1）电流单位换算关系是1a=____ma1ma=____μa练习:0.5a=___________ma,2ma=__________μa700μa=_________ma,5×103ma=__________a4.扩展延伸人对电流感受和反映（教师介绍）8～10ma手有剧痛感（手指关节）；20～25ma手迅速麻痹，呼吸困难；50～80ma呼吸困难，心房开始震颤．；90～100ma呼吸麻痹，三秒钟后心脏开始麻痹，停止跳动。

（二）测量电流——电流表1．认识电流表（结合实物进行讲解）构造：外壳、刻度盘、指针、接线柱2．如何正确使用电流表阅读课本第46页，对照小组内的电流表，得出电流表的使用方法。