直流电流测量电路及充电桩检测系统的制作方法

本技术涉及直流电测量和充电桩检测，特别是涉及一种直流电流测量电路及充电桩检测系统。

背景技术：

1、直流电流测量是电能计量和电力系统监测的重要组成部分。充电桩作为电动汽车的充电设备，其性能和安全性直接关系到电动汽车的充电效率和用户的安全使用。传统的直流电流测量电路主要采用电流互感器结合电流放大电路的方式进行测量，这种方案存在体积大、成本高和响应速度慢等问题，限制了其在充电桩、工业自动化、太阳能风能转换系统和通信设备等领域的应用。另外，若采用新能源车、工业设备、太阳能电池板或风机作为负载进行检测，整个过程是动态的，其电压、电流和功率均在实时动态变化。

2、然而，上述传统的直流电流测量方法存在精度低的技术问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种直流电测量电路及充电桩检测系统。

2、为了实现上述目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

3、一方面，提供一种直流电测量电路，包括：电流输入模块、电流量程切换模块、多路输入i/v转换模块和模数转换器；

4、电流输入模块的输入端用于接入待测量电流的第一电流信号，电流输入模块的输出端连接电流量程切换模块的输入端，电流量程切换模块的输出端连接多路输入i/v转换模块的输入端，多路输入i/v转换模块的输出端连接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端用于输出测量得到的电流数据；

5、电流量程切换模块用于根据第一电流信号切换测量量程，输出切换后的第二电流信号，多路输入i/v转换模块用于将第二电流信号转换成电压信号，模数转换器用于将电压信号转换成数字信号，并输出电流数据。

6、在其中一个实施例中，上述直流电测量电路的电流量程切换模块包括：分压电阻单元、比较器单元、igbt驱动单元、igbt开关单元；

7、分压电阻单元包括m个分压电阻，比较器单元包括n个比较器，igbt驱动单元包括n个igbt驱动，igbt开关单元包括n个igbt开关；m和n均为大于等于2的整数；

8、分压电阻单元的第一端和第二端分别连接电流输入模块的输出端，分压电阻单元的第三端分别连接各比较器输入端，各比较器的输出端分别连接各igbt驱动的输入端，各igbt开关的栅极分别连接各igbt驱动的输出端，各igbt开关的发射极分别连接电流输入模块的输出端，各igbt开关的集电极分别用于输出各路电流信号；

9、分压电阻单元用于改变各比较器的各输入端电压，各比较器用于根据各输入端电压及各设定阈值输出各比较信号，各igbt驱动根据各比较信号输出各驱动信号，各igbt开关根据各驱动信号导通或断开，从而切换测量量程，igbt开关单元输出切换后的第二电流信号。

10、另一方面，还提供一种充电桩检测系统，包括上述的直流电流测量电路，还包括：测试设备输入接口、直流电压测量模块、隔离模块、微控制模块和测试设备输出接口；

11、测试设备输入接口用于连接充电桩，直流电压测量模块用于测量充电桩的输出电压信号，直流电流测量电路用于测量充电桩的输出电流信号，隔离模块用于将直流电流测量电路与微控制模块的数字处理部分进行电气隔离，微控制模块用于根据输出电压信号和输出电流信号计算电能，测试设备输出接口用于连接负载。

12、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

13、上述直流电流测量电路及充电桩检测系统，电流输入模块接收待测量电流的第一电流信号，并连接到电流量程切换模块的输入端，电流量程切换模块根据第一电流信号调整测量量程，并输出切换后的第二电流信号，第二电流信号经多路输入i/v转换模块转换成电压信号，最后，模数转换器将该电压信号转换成数字信号，输出测量得到的电流数据；此外，切换电路实现输入电流量程与多路输入i/v转换器的输入阻抗匹配，结合比较器和高速igbt开关，实现对电流输入量程的快速切换。通过智能匹配电流量程、快速切换和阻抗匹配，实现对动态电流变化的高效及准确测量，从而大大提高了检测的实时响应性和测量精度，避免累积电能失准，适应宽动态电量变换情况，提升了系统性能。

技术特征：

1.一种直流电流测量电路，其特征在于，包括：电流输入模块、电流量程切换模块、多路输入i/v转换模块和模数转换器；

2.根据权利要求1所述的直流电流测量电路，其特征在于，所述电流量程切换模块包括：分压电阻单元、比较器单元、igbt驱动单元、igbt开关单元；

3.根据权利要求2所述的直流电流测量电路，其特征在于，各所述比较器的响应时间在0.2μs以内。

4.根据权利要求3所述的直流电流测量电路，其特征在于，各所述igbt开关的响应时间在0.5μs以内。

5.根据权利要求2所述的直流电流测量电路，其特征在于，各所述比较器为可调阈值比较器。

6.根据权利要求2所述的直流电流测量电路，其特征在于，各所述igbt驱动为光耦合器。

7.根据权利要求2所述的直流电流测量电路，其特征在于，各所述igbt驱动为驱动芯片。

8.一种充电桩检测系统，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的直流电流测量电路，还包括：测试设备输入接口、直流电压测量模块、隔离模块、微控制模块和测试设备输出接口；

9.根据权利要求8所述的充电桩检测系统，其特征在于，所述负载为电动汽车。

10.根据权利要求8所述的充电桩检测系统，其特征在于，所述模数转换器的转换速率大于等于100msps。

技术总结本技术涉及一种直流电流测量电路及充电桩检测系统。电流输入模块接收待测量电流的第一电流信号，并连接到电流量程切换模块的输入端，电流量程切换模块根据第一电流信号调整测量量程，并输出切换后的第二电流信号，第二电流信号经多路输入I/V转换模块转换成电压信号，最后，模数转换器将该电压信号转换成数字信号，输出测量得到的电流数据；此外，切换电路实现输入电流量程与多路输入I/V转换器的输入阻抗匹配，结合比较器和高速IGBT开关，实现对电流输入量程的快速切换。通过智能匹配电流量程、快速切换和阻抗匹配，实现对动态电流变化的高效及准确测量，从而大大提高了检测的实时响应性和测量精度。技术研发人员：周新华,刘高,姚兴茂受保护的技术使用者：长沙天恒测控技术有限公司技术研发日：20231208技术公布日：2024/7/11