CN115877058A - 一种电流测量电路、电路板组件和电流检测设备 - Google Patents

一种电流测量电路、电路板组件和电流检测设备 Download PDF

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涂大锐
王纲
史林然
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Abstract

本发明涉及检测技术领域，本发明的实施例提供了一种电流测量电路、电路板组件和电流检测设备。该电路包括：PCB基板、并联设置于PCB基板上的N个PCB焊盘、与N个PCB焊盘一一对应的N个贴片分流器和N条检流点布线以及测量单元，其中，N为大于1的整数，每个PCB焊盘包括两个分离的第一焊盘和第二焊盘，各贴片分流器的第一端电连接于对应的各第一焊盘，各贴片分流器的第二端电连接于对应的各第二焊盘，每个检流点布线包括第一检流点布线和第二检流点布线，从各第一焊盘引出各第一检流点布线连接于测量单元的第一端，从各第二焊盘引出各第二检流点布线连接于测量单元的第二端。本申请分别采集各贴片分流器的电压或电流来计算总电流，提升了电流测量精度。

Description

一种电流测量电路、电路板组件和电流检测设备
技术领域
本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种电流测量电路、电路板组件和电流检测设备。
背景技术
在电力控制领域，通常需要检测电流大小并将其用于控制计算，若电流检测的准确性不高，则会影响控制计算的精度，进而影响产品性能，因此，技术人员对电路电流的测量精度提出了更高的要求。
请参考图1所示的伪四线制PCB(Printed Circuit Board、印制电路板)焊盘结构，该伪四线制PCB焊盘的封装方式为：在PCB基板1上并联设置有多个PCB焊盘2，各PCB焊盘2包括两个分开设置的焊盘21和焊盘22，可以将多个贴片分流器分别设置在各PCB焊盘2上，具体地，贴片分流器两端的焊脚，一个被设置在焊盘21上，另一个被设置在焊盘22上，以连通焊盘21和22。
技术人员通常会在其中一个贴片分流器的焊脚周围，设置输入检流点A和输出检流点B，在输入检流点A引出输入检流点布线，在输出检流点B引出输出检流点布线4，通过输入检流点布线和输出检流点布线4可以检测该贴片分流器两端的电压，技术人员通常会根据检测到的电压计算流过该贴片分流器的电流，再通过将该电流乘以总支路数得到总电流。但经过实际检测发现，这样得到的总电流的误差较大，难以满足技术人员对电路总电流的测量精度的要求。
发明内容
本申请实施例的主要目的在于提供一种电流测量电路、电路板组件和电流检测设备，提供了一种可以有效提升电路电流的测量精度的电流检测电路。
为实现上述目的，本申请的实施例提供了一种电流测量电路，包括：PCB基板、并联设置于所述PCB基板上的N个PCB焊盘、与N个所述PCB焊盘一一对应的N个贴片分流器和N条检流点布线以及测量单元，其中，N为大于1的整数，每个所述PCB焊盘包括两个分离的第一焊盘和第二焊盘，各所述贴片分流器的第一端电连接于对应的各所述第一焊盘，各所述贴片分流器的第二端电连接于对应的各所述第二焊盘，每个所述检流点布线包括第一检流点布线和第二检流点布线，从各所述第一焊盘引出各所述第一检流点布线连接于所述测量单元的第一端，从各所述第二焊盘引出各所述第二检流点布线连接于所述测量单元的第二端；所述测量单元用于根据通过各所述检流点布线采集到的电压或电流，计算得到所有贴片分流器上流过的总电流。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种电路板组件，包括上述电流测量电路。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种电流检测设备，包括上述电路板组件。
本发明的实施例相较于相关技术中，采集并联设置的贴片分流器中的其中一个分流器上流过的电流，再用这个支路电流乘以总支路数以得到总电流，本申请实施例在各贴片分流器的两端均设置了检流点布线，以分别采集各贴片分流器的电压或电流，再根据采集到的电压或电流计算总电流，有效解决了在各路电流未能均流的情况下，计算得到的总电流存在较大误差的问题，有效提升了电路总电流的测量精度。
附图说明
图1是根据相关技术中并联设置多个焊盘的伪四线制PCB焊盘的结构示意图；
图2是根据相关技术中设置单个焊盘的伪四线制PCB焊盘的结构示意图；
图3是根据相关技术中采集并计算总电流的等效电路图；
图4是根据本发明一个实施例提供的电流测量电路的结构示意图；
图5是根据本发明一个实施例提供的测量单元的方框示意图；
图6是根据本发明一个实施例提供的第一计算模块的电路示意图；
图7是根据本发明一个实施例提供的第一计算模块采集并计算的等效电路图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
目前的贴片分流器通常采用如图2所示的伪四线制PCB焊盘结构，该伪四线制PCB焊盘的封装方式为：在PCB基板1上设置有PCB焊盘2，PCB焊盘2包括两个分开设置的焊盘21和焊盘22，贴片分流器设置在PCB焊盘2，具体地，贴片分流器两端的焊脚，一个被设置在焊盘21上，另一个被设置在焊盘22上，以连通焊盘21和22。
技术人员通常会在该贴片分流器的焊脚周围的PCB焊盘上，设置输入检流点A和输出检流点B，在输入检流点A引出输入检流点布线，在输出检流点B引出输出检流点布线4，通过输入检流点布线和输出检流点布线4可以检测该贴片分流器两端的电压。
但在很多场景下，仅在PCB基板1上设置单个贴片分流器，通常会导致单个贴片分流器的额定功率无法满足要求，因此，技术人员通常会在PCB基板1上并联设置多个贴片分流器，请参考图1，具体会设置并联的多个PCB焊盘2，再将多个贴片分流器分别设置在各PCB焊盘2上，贴片分流器与PCB焊盘2一一对应，以使得各贴片分流器满足额定功率的要求。各贴片分流器通过各PCB焊盘2并联连接了起来，以对输入的总电流进行分流。
技术人员会通过输入检流点布线3和输出检流点布线4检测该贴片分流器两端的电压，再根据检测到的电压计算流过该贴片分流器的电流，再通过将该电流乘以总支路数或者设置的总贴片分流器的数量得到总电流。
但发明人经过实际检测发现，这样得到的总电流的误差较大，难以满足技术人员对电路电流的测量精度的要求。
发明人还发现，请参考图3的等效电路图，并联的各贴片分流器的阻值分别为R分流器1，R分流器2，……，R分流器N，由于采用了贴片工艺来设置贴片分流器，故贴片分流器和PCB焊盘2上载流铜箔之间通常有一层锡膏，该锡膏会产生第一接触电阻RC1，该电阻通常是不可避免的，同时，各PCB焊盘2之间的通路上也会有焊锡，该焊锡会产生第二接触电阻RC2，当温度变化时，由于第二接触电阻RC2的影响，会导致各个贴片分流器难以均流，选择单一的检测点，其实只代表了这一条支路的电流，若以该电流乘以总支路数，得到总电流，则必然会导致总电流测量存在较大误差。
本申请基于此，提出了以下发明构思：在各贴片分流器的焊脚周围分别设置输入检流点布线3和输出检流点布线4，以由测量单元分别通过各输入检流点布线3和输出检流点布线4，采集各贴片分流器(可包括第一接触电阻RC1)两端的采样电压V1，V2，……，VN，将V1，V2，……，VN通过进行相加，使采集的电压不再受第二接触电阻RC2的影响，再根据采集的电压计算得到总电流，有效解决了在各路电流未能均流的情况下，计算得到的总电流存在较大误差的问题，有效提升了电路总电流的测量精度。
本发明的一个实施例涉及一种电流测量电路，请参考图4，包括PCB基板1、并联设置于PCB基板1上的N个PCB焊盘2、与N个PCB焊盘2一一对应的N个贴片分流器和N条检流点布线以及测量单元(测量单元在图中未示出)，其中，N为大于1的整数。每个PCB焊盘2包括两个分离的第一焊盘21和第二焊盘22，各贴片分流器的第一端电连接于对应的各第一焊盘21，各贴片分流器的第二端电连接于对应的各第二焊盘22，每个检流点布线包括第一检流点布线和第二检流点布线4，从各第一焊盘21引出各第一检流点布线连接于测量单元的第一端，从各第二焊盘22引出各第二检流点布线4连接于测量单元的第二端。
测量单元会根据通过各检流点布线采集到的电压或电流，计算得到所有贴片分流器上流过的总电流。
本实施例中，相较于相关技术中采集并联设置的贴片分流器中的其中一个分流器上流过的电流，再用这个支路电流乘以总支路数以得到总电流，本申请实施例在各贴片分流器的两端均设置了检流点布线，以分别采集各贴片分流器的电压或电流，再根据采集到的电压或电流计算总电流，有效解决了在各路电流未能均流的情况下，计算得到的总电流存在较大误差的问题，有效提升了电路总电流的测量精度。
下面对本实施方式的电流测量电路的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
需要说明的是，并联设置于所述PCB基板上的N个PCB焊盘2，仅列出了与N个贴片分流器和N条检流点布线一一对应的PCB焊盘2，并不限制除此之外在PCB基板上再未设置其他PCB焊盘2。
在一个实施例中，请参考图5，测量单元包括第一计算模块51和第二计算模块52，第一计算模块51的第一输入端作为测量单元的第一端，第一计算模块51的第二输入端作为测量单元的第二端，第一计算模块51的输出端连接于第二计算模块52。
第二计算模块52会根据第一计算模块51输出的电压，计算得到所有贴片分流器上流过的总电流。
在一个实施例中，请参考图6，第一计算模块51包括运算放大器511、偏置电源512、第一分压电阻513、第二分压电阻514、第三分压电阻515、第四分压电阻516、第五分压电阻517和第六分压电阻518。
以任一条检测点布线与测量单元之间的连接关系为例进行以下说明，其余检测点布线与测量单元之间的连接关系同理，在此不再赘述。
连接关系如下：第一分压电阻513的第一端作为第一计算模块51的第一输入端，第一分压电阻513的第二端连接于运算放大器511的同相输入端，第二分压电阻514的第一端作为第一计算模块51的第二输入端，第二分压电阻514的第二端连接于运算放大器511的反相输入端，偏置电源512通过第三分压电阻515连接于运算放大器511的同相输入端，第四分压电阻516的第一端连接于运算放大器511的同相输入端，第四分压电阻516的第二端接地，第五分压电阻517的第一端连接于运算放大器511的反相输入端，第五分压电阻517的第二端接地，运算放大器511的反相输入端通过第六分压电阻518连接于运算放大器511的输出端，运算放大器511的输出端作为第一计算模块51的输出端。
根据上述电路连接关系，利用运算放大器的“虚短”和“虚断”的特性，以及各电压、电流之间的关系，即可列出第一计算模块输出的电压VO的计算公式，在此不作赘述。
在一个实施例中，第一分压电阻513和第二分压电阻514的阻值均等于R1，第三分压电阻515和第五分压电阻517的阻值均等于R2，第四分压电阻516和第六分压电阻518的阻值均等于R3，请参考图7所示的等效电路，偏置电源512输出的电压为VC，通过各第一检流点布线采集到的电压为V11，V21，…，VN1，通过各第二检流点布线4采集到的电压为V12，V22，…，VN2。
此时，第一计算模块输出的电压
Figure BDA0003285647160000041
具体地，等效电路图中的RC11，RC21，…，RCN1为各贴片分流器分别和对应的PCB焊盘2上载流铜箔之间的锡膏产生的第一接触电阻的阻值，RC12，RC22，…，RCN2为各PCB焊盘2之间的通路上焊锡产生的第二接触电阻的阻值，第一接触电阻与第二接触电阻的阻值通常是不相同的。
在本实施例中，当第一分压电阻和第二分压电阻的阻值相等，第三分压电阻和第五分压电阻的阻值相等，第四分压电阻和第六分压电阻的阻值相等时，能够大大简化第一计算模块输出的电压的计算公式，减小了第一计算模块的计算量，并且，由于第一计算模块在中间电压处采集较为准确，故本申请实施例增加了偏置电源提供偏置电压VC，以提高第一计算模块采集及运算的准确性。
在一个实施例中，第二计算模块52具体用于根据如下公式，计算得到所有贴片分流器上流过的总电流IO：
Figure BDA0003285647160000042
其中，R4为各贴片分流器的阻值。
在本实施例中，提供了第二计算模块具体计算总电流IO的计算公式，由于第一接触电阻RC1对贴片分流器均流影响不大，且该电阻通常是不可避免的，故在计算总电流IO时，忽略了第一接触电阻RC1的阻值大小，在一定程度上，可以简化计算公式，减小了第二计算模块的计算量。
在一个实施例中，请参考图4，第一焊盘21与第二焊盘22关于预设线条对称，图中以虚线示出预设线条，第一检流点A和第二检流点B关于预设线条对称，其中，第一检流点A为引出第一检流点布线的点，第二检流点B为引出第二检流点布线4的点。在一个实施例中，第一检流点A和第二检流点B分别设置在第一焊盘21与第二焊盘22的间隔位置。
在本实施例中，对称设置第一焊盘和第二焊盘，以及第一检流点和第二检流点，有利于实现检测线路的阻抗匹配。
本发明的一个实施例涉及一种电路板组件，包括上述任一实施例中的电流测量电路。
本发明的一个实施例涉及一种电流检测设备，包括上述实施例中的电路板组件。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电流测量电路，其特征在于，包括：PCB基板、并联设置于所述PCB基板上的N个PCB焊盘、与N个所述PCB焊盘一一对应的N个贴片分流器和N条检流点布线以及测量单元，其中，N为大于1的整数，每个所述PCB焊盘包括两个分离的第一焊盘和第二焊盘，各所述贴片分流器的第一端电连接于对应的各所述第一焊盘，各所述贴片分流器的第二端电连接于对应的各所述第二焊盘，每个所述检流点布线包括第一检流点布线和第二检流点布线，从各所述第一焊盘引出各所述第一检流点布线连接于所述测量单元的第一端，从各所述第二焊盘引出各所述第二检流点布线连接于所述测量单元的第二端；
所述测量单元用于根据通过各所述检流点布线采集到的电压或电流，计算得到所有贴片分流器上流过的总电流。
2.根据权利要求1所述的电流测量电路，其特征在于，所述测量单元包括第一计算模块和第二计算模块，所述第一计算模块的第一输入端作为所述测量单元的第一端，所述第一计算模块的第二输入端作为所述测量单元的第二端，所述第一计算模块的输出端连接于所述第二计算模块；
所述第二计算模块用于根据所述第一计算模块输出的电压，计算得到所述总电流。
3.根据权利要求2所述的电流测量电路，其特征在于，所述第一计算模块包括运算放大器、偏置电源、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻和第六分压电阻；
所述第一分压电阻的第一端作为所述第一计算模块的第一输入端，所述第一分压电阻的第二端连接于所述运算放大器的同相输入端，所述第二分压电阻的第一端作为所述第一计算模块的第二输入端，所述第二分压电阻的第二端连接于所述运算放大器的反相输入端，所述偏置电源通过所述第三分压电阻连接于所述同相输入端，所述第四分压电阻的第一端连接于所述同相输入端，所述第四分压电阻的第二端接地，所述第五分压电阻的第一端连接于所述反相输入端，所述第五分压电阻的第二端接地，所述反相输入端通过所述第六分压电阻连接于所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端作为所述第一计算模块的输出端。
4.根据权利要求3所述的电流测量电路，其特征在于，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的阻值均等于R1，所述第三分压电阻和所述第五分压电阻的阻值均等于R2，所述第四分压电阻和所述第六分压电阻的阻值均等于R3，所述偏置电源输出的电压为VC，通过各所述第一检流点布线采集到的电压为V11，V21，…，VN1，通过各所述第二检流点布线采集到的电压为V12，V22，…，VN2；
所述第一计算模块输出的电压
Figure FDA0003285647150000011
5.根据权利要求4所述的电流测量电路，其特征在于，
所述第二计算模块具体用于根据如下公式，计算得到所述总电流IO：
Figure FDA0003285647150000021
其中，所述R4为各所述贴片分流器的阻值。
6.根据权利要求1至5中任一所述的电流测量电路，其特征在于，所述第一焊盘与所述第二焊盘关于预设线条对称，第一检流点和第二检流点关于所述预设线条对称，其中，所述第一检流点为引出所述第一检流点布线的点，所述第二检流点为引出所述第二检流点布线的点。
7.一种电路板组件，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的电流测量电路。
8.一种电流检测设备，其特征在于，包括如权利要求7所述的电路板组件。
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JPH10116710A (ja) * 1996-10-08 1998-05-06 Micron Denki Kk 電流検出用抵抗器
JP2009115745A (ja) * 2007-11-09 2009-05-28 Sanken Electric Co Ltd 電流検出回路及び電流検出回路検査方法
CN207851144U (zh) * 2018-01-25 2018-09-11 苏州汇川技术有限公司 电机电流采样***
CN111337726A (zh) * 2020-04-10 2020-06-26 深圳市欣旺达电气技术有限公司 一种基于贴片分流器的电路结构和电流检测方法

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