[发明专利]基于霍尔电流传感器的电流检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电子检测技术领域的装置，具体是一种基于霍尔电流传感器的电流检测装置。

背景技术

微特电机是一种小型的直流电机，在汽车后视镜、硬盘驱动器、VCD、DVD、MP3和MP4等装置中得到广泛应用。为提高产品的可靠性和质量，需要对采用的微特电机和完成装配之后的产品进行检测，尤其是检测电流大小和方向以确定电机工作状况和装配之后的产品质量。虽然可使用万用表电流档测量电流大小和方向或使用电压档测量电路中采样电阻两端的相对电压差人工判断电流方向和大小，但无法实现电流方向和大小的自动检测，且效率低下。

为实现电流大小和方向的自动测量，Burn Brown、Maxim、Interil、Microchip和Linear等公司生产了大量高侧电流检测芯片。除价格高和市场不易采购外，这些芯片还具有一般采用SMT封装形式不便于更换和V-端需特定工作电压的缺点，限制了高侧电流检测芯片的应用。Infineon、Melexis、Honeywell、Allegro和NEC-Tokin等公司生产了大量气隙式霍尔电流传感器，但这些传感器一般都用于100A以上大电流的检测，不适用于＜100mA的小电流的检测，也无法用于采用微特电机产品的电流检测和质量检验。

经对现有技术的文献检索发现，杜明等在《微电机》(2008年第7期第69-71页)上发表的“基于DSP和虚拟仪器技术的步进电机测试系统”，该文中提出采用TMS320LF2407A为主控器件，霍尔电流传感器HNC-03SY为检测装置和MAX3232为RS232接口芯片的步进电机驱动电流检测系统设计方法。其不足在于：电流分辨率为0.1A，精度差；采用DSP为处理芯片，成本较高；采用RS232接口与主单片机电路通讯，无法组建检测网络，因而通用性不强。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于霍尔电流传感器的电流检测装置，能够同时检测电流大小与方向，适合用于汽车后视镜和微特电机等自动检测装置。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：主电流电路、电压调理电路、接口电路、复位与起始按键电路、报警电路、电源电路、串并转换与数码显示电路及主单片机电路，其中：主电流电路和电压调理电路分别与主单片机电路相连，主单片机电路与接口电路、复位与起始按键电路、报警电路、电源电路、主电流电路和串并转换与数码显示电路相连，接口电路与主单片机电路相连，电源电路与主电流电路、电压调理电路、接口电路、报警电路、串并转换与数码显示电路及主单片机电路相连提供工作电压。

所述的主电流电路包括：单路常开常闭继电器、控制三极管和霍尔电流传感器，其中：单路常开常闭继电器与电源VCC相连接，控制三极管与继电器和主单片机电路相连接，霍尔电流传感器与主单片机电路相连接。

所述的电压调理电路为集成运放芯片，用于霍尔传感器输出的电压信号的调理，调理后的电压再送入主单片机电路用于A/D转换和电流数值计算。

所述的接口电路为RS485接口芯片，用于数字信号与差分信号的双向变换，是主单片机电路发送的电流和方向数据的通信媒介。

所述的电源电路内置电源管理芯片，该电源管理芯片的输入电压为12V，输出电压为5V。

所述的串并转换与数码显示电路，包括：串并转换芯片、7段码LED和驱动三极管，其中：串并转换芯片与主单片机电路相连接，7段码LED与串并转换芯片相连接，驱动三极管与主单片机电路和7段码LED相连接。

本发明的信息处理内容和流程为：主单片机电路接收到复位与起始按键电路输入的启动信号，主单片机电路启动定时程序并将吸合信号送至主电流电路。主电流电路继电器常开触点吸合后，主电流电路导通。其中的霍尔电流传感器将电流/电压变换之后的电压信号馈入电压调理电路调理后送入主单片机电路，经A/D转换后换算为主电流电路的电流数值。同时，霍尔电流传感器输出表示电流方向的0/1数字信号至主单片机回路。主单片机电路经三根I/O引脚分别输出电流方向信号、模拟时钟信号和电流数据信号至串并转换与数码显示电路，经串/并转换后分别用于电流方向和数据的显示。在电流数据超过额定数值或在特定时间内未换向时，主单片机电路输出报警驱动信号至报警电路，LED灯亮报警。至定时时间，主单片机电路输出释放信号至主电流电路。主电流电路继电器常开触点释放，主电流电路断开，一次检测完成。