一种直流电流监测电路[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 212207499 U(45)授权公告日 2020.12.22

(21)申请号 202020214951.X(22)申请日 2020.02.26

(73)专利权人 南宁职业技术学院

地址 530000 广西壮族自治区南宁市西乡

塘区大学西路169号(72)发明人 张叶茂　王凤岭　韦智勇　谭建鑫　

陈政君　(74)专利代理机构 南宁图耀专利代理事务所

(普通合伙) 45127

代理人 陈剑锋(51)Int.Cl.

G01R 19/165(2006.01)H02H 3/087(2006.01)H02H 3/04(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

CN 212207499 U(54)实用新型名称

一种直流电流监测电路(57)摘要

本实用新型揭示了一种直流电流监测电路，包括过流检测电路和保护电路，过流检测电路用于检测电源电流，其包括电流检测放大器，以及耦接在电流检测放大器外围的采样电阻、两个增益电阻和输出电阻；保护电路包括电压跟随器、稳压芯片、继电器、电位器和第十四电阻，电压跟随器反相输入端与电流检测放大器输出端，输出端与电位器一端和调节端耦接，电位器另一端与稳压芯片控制极耦接，稳压芯片阳极接地，阴极与继电器线圈一端耦接，继电器常闭触点耦接在采样电阻与负载之间；第十四电阻耦接在稳压芯片控制极和地之间。本实用新型结构简单，通过电流检测放大器及其外围电路对电流进行采样，出现过流现象时，继电器会断开负载电路，安全方便。

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权　利　要　求　书

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1.一种直流电流监测电路，其特征在于：包括过流检测电路和保护电路，所述过流检测电路用于检测电源电流，其包括电流检测放大器，以及耦接在电流检测放大器外围的采样电阻、两个增益电阻和输出电阻；

所述保护电路包括电压跟随器、稳压芯片、继电器、电位器和第十四电阻，电压跟随器反相输入端与电流检测放大器输出端，输出端与电位器的一端和调节端耦接，电位器的另一端与稳压芯片控制极耦接，稳压芯片的阳极接地，阴极与继电器线圈一端耦接，继电器的常闭触点耦接在采样电阻与负载之间；第十四电阻耦接在稳压芯片控制极和地之间。

2.根据权利要求1所述的直流电流监测电路，其特征在于：还包括报警电路，所述报警电路包括CD4060芯片、第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、蜂鸣器和发光二极管LED3，所述第二NPN型三极管的集电极与CD4060芯片12引脚耦接，发射极接地，基极与继电器常开触点耦接；所述第一NPN型三极管的基极与CD4060芯片第7引脚耦接，发射极接地，集电极与蜂鸣器耦接；所述发光二极管LED3耦接在CD4060计时器第7引脚和地之间。

3.根据权利要求2所述的直流电流监测电路，其特征在于：所述报警电路还包括耦接在CD4060芯片外围的振荡电路，所述振荡电路包括第一电容、第四电阻和第五电阻。

4.根据权利要求1所述的直流电流监测电路，其特征在于：还包括稳压电路，所述稳压电路包括第一稳压器、第二稳压器和指示电路，第一稳压器输入端与电源耦接，输出端与第二稳压器输入端耦接，第一稳压用于输出12V电压，第二稳压器用于输出5V电压；指示电路耦接在第一稳压器输入端和地之间。

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说　明　书一种直流电流监测电路

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技术领域

[0001]本实用新型涉及一种直流电流监测电路。

背景技术

[0002]在负载短路或电流突然变大时，会出现烧坏功率驱动管的现象，造成高昂的维修成本，而且还影响正常生产，因此我们有必要检测电路是否处于过流状态。现有的过流检测电路大多结构复杂且不具备过流保护功能。

实用新型内容

[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种结构简单、在监测到电路过流时能够控制负载电路断开的直流电流监测电路。[0004]为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：[0005]一种直流电流监测电路，包括过流检测电路和保护电路，过流检测电路用于检测电源电流，其包括电流检测放大器，以及耦接在电流检测放大器外围的采样电阻、两个增益电阻和输出电阻；保护电路包括电压跟随器、稳压芯片、继电器、电位器和第十四电阻，电压跟随器反相输入端与电流检测放大器输出端，输出端与电位器的一端和调节端耦接，电位器的另一端与稳压芯片控制极耦接，稳压芯片的阳极接地，阴极与继电器线圈一端耦接，继电器的常闭触点耦接在采样电阻与负载之间；第十四电阻耦接在稳压芯片控制极和地之间。

[0006]此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：[0007]直流电流监测电路还包括报警电路，所述报警电路包括CD4060芯片、第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、蜂鸣器和发光二极管LED3，所述第二NPN型三极管的集电极与CD4060芯片12引脚耦接，发射极接地，基极与继电器常开触点耦接；所述第一NPN型三极管的基极与CD4060芯片第7引脚耦接，发射极接地，集电极与蜂鸣器耦接；所述发光二极管LED3耦接在CD4060计时器第7引脚和地之间。

[0008]报警电路还包括耦接在CD4060芯片外围的振荡电路，所述振荡电路包括第一电容、第四电阻和第五电阻。

[0009]直流电流监测电路还包括稳压电路，所述稳压电路包括第一稳压器、第二稳压器和指示电路，第一稳压器输入端与电源耦接，输出端与第二稳压器输入端耦接，第一稳压用于输出12V电压，第二稳压器用于输出5V电压；指示电路耦接在第一稳压器输入端和地之间。[0010]相比于现有技术，本实用新型的优势在于：[0011]该监测电路包括过流检测电路和保护电路，过流检测电路的电流检测放大器通过采样电阻采样电源电压，该电压通过电压跟随器、电位器和第十四电阻后输送至稳压芯片，当电路出现过流时，稳压芯片正常工作，继电器线圈得电，常闭触点断开，负载断电。本实用新型结构简单，通过电流检测放大器及其外围电路对电路电流进行采样，如果出现过流现

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象，保护电路控制住继电器断开负载电流，安全方便。

附图说明

[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。[0013]图1是一种直流电流监测电路的电路图。

具体实施方式

[0014]为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。[0015]如图1所示，一种直流电流监测电路，包括稳压电路、过流检测电路和报警电路，稳压电路用于提供12V和5V电压；过流检测电路用于检测负载电流情况；保护电路用于在过流时断开负载电路；报警电路用于电路出现过流时进行声光报警。[0016]稳压电路包括第一稳压器U3、第二稳压器U4和指示电路，指示电路包括第一电阻R1和第一发光二极管LED2。第一稳压器U3的输入端与供电电源J1耦接，输出端与第二稳压器U4输入端耦接，第一电阻R1和第一发光二极管LED2串联后耦接在第一稳压器U3的输入端和地之间。第一稳压器U3用于获得12V电压，第二稳压器U4用于获得5V电压。在本实施例中，第一稳压器U3的型号为LM7812，第二稳压器U4的型号为LM7805，第一电阻R1的阻值为10K，第一发光二极管LED2采用发绿色光的二极管。[0017]过流检测电路包括电流监测放大器U6、采样电阻Rsensel、增益电阻Rg3、增益电阻Rg4、输出电阻Rout1、电阻R12。采样电阻Rsensel耦接在供电电源J1和负载JP1之间，采样电阻Rsensel为康铜丝制作的采样电阻丝，其大小为5mΩ。电流监测放大器U6的型号为MAX472，电流监测放大器U6的第一增益电阻端RG1通过增益电阻Rg3与采样电阻Rsensel一端耦接，电流监测放大器U6的第二增益电阻端gG2通过增益电阻Rg4与采样电阻Rsensel另一端耦接，集电极开路逻辑输出端SIGN通过电阻R12与第二稳压器U4输出端耦接，接地端GND通过输出电阻Rout1与其输出端OUT耦接，输出端OUT与保护电路耦接。按电路参数可测的满量程电流为10A，增益电阻Rg3和增益电阻Rg2的阻值为50Ω，输出电阻Rout1的阻值为2KΩ，电路电压/电流转换为0.2V/A，即采样电阻Rsensel上电流变化1A时，电流监测放大器U6输出端OUT变化0.2V。

[0018]保护电路包括电压跟随器U7、电位器R13、第十四电阻R14、第二电容C2、稳压芯片IC1、继电器和二极管D1。电压跟随器U7的反向输入端与电流监测放大器U6的输出端OUT耦接，同相输入端与其输出端耦接，输出端还与电位器R13的可调端和第一端耦接，可调电位器R13的第二端与稳压芯片IC1的公共端耦接，稳压芯片IC1阳极接地，阴极与继电器线圈一端耦接，继电器线圈另一端与第一稳压器U3输出端耦接。第十四电阻R14和第二电容C2并联后耦接在稳压芯片IC1控制极和地之间。二极管D1耦接在继电器线圈两端之间，二极管D1用于主要用于防反激。可调电位器R13为过流保护调节电位器，当稳压芯片IC1公共端电压V1＝V2*[R14/(R13+R14)]＝2.5V(式中：V1表示稳压芯片IC1的公共端电压；V2表示电流监测放大器U6输出端OUT的输出电压也就是运算放大器U7同相端的电压，当设定10A为采样电阻

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Rsensel过流值时，则此时的V2就是2V，过该式子可以计算出10A过流保护所对应的R13的调节值)时，通过稳压芯片TL431的阴极端电压为2.5V，继电器线圈得电，常闭触点动作，电路就断开负载JP1。在本实施例中，电压跟随器U7的型号为LM358，稳压芯片IC1的型号为TL431，可调电位器R13的阻值为10K，第十四电阻R14的阻值为1K，第二电容C2的容值为4.7uf。

[0019]报警电路包括CD4060芯片U5、第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、蜂鸣器LS1、第二发光二极管LED3、第二电阻R2、第三电阻R3、第十电阻R10、第十一电阻R11。CD4060芯片U5外围耦接有振荡电路，振荡电路包括第四电阻R4、第五电阻R5和第一电容C1，第四电阻R4、第五电阻R5和第一电容C1分别与计时器U1的11引脚、10引脚和9引脚耦接，该电路振荡周期为T＝2.2*C1*R5。CD4060芯片U5的12引脚与第二NPN第二型三极管Q2的集电极、第十电阻R10的一端耦接，第二NPN型三极管Q2发射极接地，集电极耦接继电器常开触点后通过第十一电阻R11与第二稳压器U4输出端耦接，第十电阻R10的另一端与第二稳压器U4输出端耦接。CD4060芯片U5的7引脚通过第三电阻R3与第二发光二极管LED3耦接。CD4060芯片U5的7引脚还通过第二电阻R2与第一NPN型三极管Q1的基极耦接，第一NPN型三极管Q1的发射极接地，集电极与蜂鸣器耦接。电路过流时，继电器线圈得电，常开触点接通，第二NPN型三极管Q2就被导通，CD4060芯片U5的第12脚被拉为低电平，CD4060芯片U5处于正常工作模式，第7脚为驱动第一NPN型三极管Q1按分频的信号导通，蜂鸣器LS1报警，同时LED3也按分频的信号不停闪烁。在本实施例中，第一NPN型三极管Q1和第二NPN型三极管Q2的型号为S8050，第二电阻R2的阻值为1K欧姆，第三电阻R3的阻值为100Ω，第四电阻R4的阻值为2MΩ，第五电阻R5的阻值为1MΩ，第十电阻R10的阻值为10K欧姆，第十一电阻R11的阻值为4.7KΩ，第一电容C1的容值为1uf，第二发光二极管LED3采用发红色光的二极管。

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说　明　书　附　图

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图1

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