本發(fā)明涉及電阻電流采樣，具體地說(shuō)涉及一種高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備。
背景技術(shù)：
1、傳統(tǒng)電阻電流采樣常見(jiàn)分為電阻低端電流檢測(cè)和電阻高端電流檢測(cè)兩種，低端電流的檢流電阻串聯(lián)到地/負(fù)極，而高端檢流電路的檢流電阻是串聯(lián)到高電壓端/正極。傳統(tǒng)低端電阻電流采樣共模輸入電壓低，有共地干擾，無(wú)法檢測(cè)負(fù)載負(fù)極對(duì)地短路，運(yùn)放類型為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放，成本較低。傳統(tǒng)高端電阻電流采樣共模輸入電壓高，無(wú)共地干擾，可以檢測(cè)負(fù)載負(fù)極對(duì)地短路，運(yùn)放類型為電流感應(yīng)放大器，成本較高。
2、可見(jiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中，常見(jiàn)分立高邊電阻采樣存在共模電壓高（運(yùn)放共模電壓需大于正極電壓）、專用高端電流放大器成本高以及專用高端放大器輸入共模電壓范圍不夠?qū)拰?dǎo)致使用受限等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供的一種有效擴(kuò)寬運(yùn)算放大器的共模電壓范圍，且提高高端電流采樣電路的使用范圍和場(chǎng)景的高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備，可至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。
2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、一種高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)，包括：
4、高端電流輸入模塊，用于將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，所述高端電流輸入模塊包括負(fù)載rl、采樣電阻rs和直流電壓hv，負(fù)載rl工作狀態(tài)下于采樣電阻rs上形成電壓vs，vs=il*rs；
5、浮動(dòng)供電模塊，用于為運(yùn)算放大器提供供電需求，且保證運(yùn)算放大器在高共模電壓下正常工作，所述浮動(dòng)供電模塊包括分壓電阻輸入電阻r11、分壓電阻輸入電阻r12、限流r4、濾波電容c1、濾波電容c4和集成芯片u2，直流高壓hv經(jīng)限流r4及集成芯片u2到高壓地形成回路，運(yùn)算放大器的供電電壓取自分壓電阻輸入電阻r11及分壓電阻輸入電阻r12兩端電壓，相對(duì)于直流高壓hv的負(fù)極電壓是浮動(dòng)的；
6、運(yùn)算放大模塊，用于將電流信號(hào)放大為電壓信號(hào)，并為輸入和輸出提供高阻抗比，以保證信號(hào)從高端到低端的轉(zhuǎn)換，所述運(yùn)算放大模塊包括集成運(yùn)放u1；
7、鏡像電流源放大模塊，用于將微弱的高端差分電流電壓信號(hào)mv轉(zhuǎn)換成比例放大的低端電流電壓信號(hào)v，所述鏡像電流源放大模塊包括晶體管q2、放大電阻r6、放大分壓電阻r9和放大分壓電阻輸入電阻r10；
8、輸出濾波模塊，用于濾除高頻噪音干擾信號(hào)，并輸出滿足芯片電壓范圍的工作電壓，所述輸出濾波模塊包括放大分壓電阻r9和濾波電容c3，共同構(gòu)成rc濾波器。
9、進(jìn)一步地，所述高端電流輸入模塊中，所述采樣電阻rs的最大值由最大電流時(shí)刻的容許功耗決定，所述采樣電阻rs的最小值由運(yùn)算放大器的輸入范圍和誤差預(yù)算決定。
10、進(jìn)一步地，所述高端電流輸入模塊還包括輸入電阻r1，所述輸入電阻r1用于將與高端電流成比例的電流轉(zhuǎn)換到低端，所述輸入電阻r1的最大值由晶體管q2的發(fā)射極-集電極漏電流決定，所述輸入電阻r1的最小值由最大負(fù)載電流和晶體管q2最大漏電流功耗決定。
11、進(jìn)一步地，所述高端電流輸入模塊還包括限流匹配電阻r5，所述限流匹配電阻r5用于在負(fù)載rl瞬變導(dǎo)致電壓波動(dòng)時(shí)限制運(yùn)算放大器的輸入電流。
12、進(jìn)一步地，所述高端電流輸入模塊還包括輸入失調(diào)匹配電阻r7和輸入失調(diào)匹配電阻r8，所述輸入失調(diào)匹配電阻r7與所述輸入失調(diào)匹配電阻r8均用于消除和匹配運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓vos和失調(diào)電流ios引起的誤差，尤其是在分流電阻值和負(fù)載電流值低的狀態(tài)下。
13、進(jìn)一步地，所述浮動(dòng)供電模塊中，所述限流r4的取值滿足所述集成芯片u2最小工作電流，所述分壓電阻輸入電阻r11與所述分壓電阻輸入電阻r12的取值均根據(jù)運(yùn)算放大器的供電需求選擇合適的比例。
14、進(jìn)一步地，所述鏡像電流源放大模塊中，所述放大電阻r6連接至所述晶體管q2，用于將流經(jīng)所述晶體管q2的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為以地為參考的電壓信號(hào)。
15、進(jìn)一步地，所述鏡像電流源放大模塊中，所述放大分壓電阻r9與所述放大分壓電阻輸入電阻r10分別并聯(lián)至所述放大電阻r6及濾波電容c3，均用于對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行分壓，并通過(guò)所述濾波電容c3濾波輸出電壓饋送至以地為參考的器件，以做進(jìn)一步的信號(hào)處理。
16、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器實(shí)現(xiàn)所述高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)。
17、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器實(shí)現(xiàn)所述高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)。
18、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
19、1、本發(fā)明巧妙采用穩(wěn)壓二極管tl431和限流電阻構(gòu)建浮動(dòng)電源給運(yùn)算放大器的供電，從而使運(yùn)算供電處于高壓浮動(dòng)供電狀態(tài)，大大擴(kuò)寬了運(yùn)算放大器的共模電壓范圍，提高了高端電流采樣電路的使用范圍和場(chǎng)景，解決了高端電流采樣的供電范圍窄、應(yīng)用受限等瓶頸問(wèn)題。
20、2、本發(fā)明采用晶體管mos構(gòu)建鏡像電流源，實(shí)現(xiàn)高端輸入電流信號(hào)到低端輸出電壓信號(hào)無(wú)靜差的電流到電壓信號(hào)的采樣的要求，從而可以直接給其他如dsp、保護(hù)電路等信號(hào)調(diào)理電路提供合適的采集信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了電流信號(hào)從高到電壓信號(hào)到低的轉(zhuǎn)換。
21、3、本發(fā)明通過(guò)采用常規(guī)運(yùn)算放大器和分立器件構(gòu)造運(yùn)算浮動(dòng)供電給運(yùn)放供電，不光解決了專用的高端電流采樣集成運(yùn)放成本較高的問(wèn)題，還解決了高端電流采樣存在的共模電壓高、應(yīng)用受限等問(wèn)題，實(shí)際應(yīng)用上進(jìn)一步提高了高端電阻電流采樣的應(yīng)用場(chǎng)景，運(yùn)放信號(hào)通過(guò)采用鏡像電流源電路實(shí)現(xiàn)高端負(fù)載電流采樣到低端電壓采樣信號(hào)的無(wú)失真電流到電壓的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)了高端電流信號(hào)到低壓電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換，具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合和實(shí)際應(yīng)用意義。
1.一種高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述高端電流輸入模塊中，所述采樣電阻rs的最大值由最大電流時(shí)刻的容許功耗決定，所述采樣電阻rs的最小值由運(yùn)算放大器的輸入范圍和誤差預(yù)算決定。
3.如權(quán)利要求1所述的高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述高端電流輸入模塊還包括輸入電阻r1，所述輸入電阻r1用于將與高端電流成比例的電流轉(zhuǎn)換到低端，所述輸入電阻r1的最大值由晶體管q2的發(fā)射極-集電極漏電流決定，所述輸入電阻r1的最小值由最大負(fù)載電流和晶體管q2最大漏電流功耗決定。
4.如權(quán)利要求1所述的高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述高端電流輸入模塊還包括限流匹配電阻r5，所述限流匹配電阻r5用于在負(fù)載rl瞬變導(dǎo)致電壓波動(dòng)時(shí)限制運(yùn)算放大器的輸入電流。
5.如權(quán)利要求1所述的高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述高端電流輸入模塊還包括輸入失調(diào)匹配電阻r7和輸入失調(diào)匹配電阻r8，所述輸入失調(diào)匹配電阻r7與所述輸入失調(diào)匹配電阻r8均用于消除和匹配運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓vos和失調(diào)電流ios引起的誤差，尤其是在分流電阻值和負(fù)載電流值低的狀態(tài)下。
6.如權(quán)利要求1所述的高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述浮動(dòng)供電模塊中，所述限流r4的取值滿足所述集成芯片u2最小工作電流，所述分壓電阻輸入電阻r11與所述分壓電阻輸入電阻r12的取值均根據(jù)運(yùn)算放大器的供電需求選擇合適的比例。
7.如權(quán)利要求1所述的高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述鏡像電流源放大模塊中，所述放大電阻r6連接至所述晶體管q2，用于將流經(jīng)所述晶體管q2的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為以地為參考的電壓信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述鏡像電流源放大模塊中，所述放大分壓電阻r9與所述放大分壓電阻輸入電阻r10分別并聯(lián)至所述放大電阻r6及濾波電容c3，均用于對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行分壓，并通過(guò)所述濾波電容c3濾波輸出電壓饋送至以地為參考的器件，以做進(jìn)一步的信號(hào)處理。
9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)。
10.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述高端電阻大電流分立器件采樣系統(tǒng)。