CN116068244A - 用于功率计的宽范围过流检测保护电路、保护方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于过流检测保护技术领域，具体涉及一种用于功率计的宽范围过流检测保护电路、保护方法及装置，包括：所述电流信号取样电路适于接收外部输入的电流信号；所述电流信号取样电路的输出端连接所述电流信号滤波电路的输入端；所述电流信号滤波电路的输出端连接所述电流信号调理电路的输入端；所述电流信号调理电路的输出端连接所述电流信号比较电路的输入端；所述电流信号比较电路的输出端连接所述过流检测比较输出电路的输入端；所述过流检测比较输出电路的输出信号作为CPU过流检测判断的输入信号；选用多路取样电阻选择继电器，搭配放大调理电路、全波整流电路、两级比较器电路实现对外部电流信号的快速实时取样、准确判断、及时保护。

Description

用于功率计的宽范围过流检测保护电路、保护方法及装置
技术领域
本发明属于过流检测保护技术领域，具体涉及一种用于功率计的宽范围过流检测保护电路、保护方法及装置。
背景技术
随着现代电力电子行业的飞速发展,电源类、负载类产品越来越多，大部分电力电子***都离不开电源、负载，由于电源的转换效率、负载功耗等相关问题直接影响相关产品的性能，这就需要用专用的测量仪器检测这些***的能耗使用情况，因此对于家电制造厂商使用数字功率计对电源产品、家电产品的检测的需求加大；然而，由于现在的功率设备正朝向大电流、大功率的方向发展，因此，数字功率计对于大电流、大功率设备的测量也变得越来越普遍，当过大电流接入仪器时，若仪器未具备较为完善的过流检测及保护功能情况下，将会对仪器及操作人员造成潜在的危害，因此，设计一个准确、快速的过流检测电路可以对测量仪器、操作人员起到极大的保护、警示作用。
因此，基于上述技术问题需要设计一种新的用于功率计的宽范围过流检测保护电路、保护方法及装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于功率计的宽范围过流检测保护电路、保护方法及装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于功率计的宽范围过流检测保护电路，包括：
电流信号取样电路、电流信号滤波电路、电流信号调理电路、电流信号比较电路和过流检测比较输出电路；
所述电流信号取样电路适于接收外部输入的电流信号；
所述电流信号取样电路的输出端连接所述电流信号滤波电路的输入端；
所述电流信号滤波电路的输出端连接所述电流信号调理电路的输入端；
所述电流信号调理电路的输出端连接所述电流信号比较电路的输入端；
所述电流信号比较电路的输出端连接所述过流检测比较输出电路的输入端；
所述过流检测比较输出电路的输出信号作为CPU过流检测判断的输入信号。
进一步，所述电流信号取样电路适于将外部输入的电流信号转换为电压信号。
进一步，所述电流信号滤波电路对取样得到的电压信号进行滤波处理，并进行初级过流保护。
 进一步，所述电流信号调理电路适于将电流信号滤波电路的输出信号进行幅值及相位调整。
进一步，所述电流信号比较电路适于将输入采样调理后的电压信号与设定的过流基准电压进行比较，获得比较后的过流检测比较信号，并且
所述电流信号比较电路适于采用多量程匹配方法实现对不同量程下的过流检测。
进一步，所述过流检测比较输出电路适于根据过流检测比较信号完成电平信号的转换，以使得电平信号满足微处理器CPU的引脚电平检测需求。
 第二方面，本发明还提供一种采用上述用于功率计的宽范围过流检测保护电路的宽范围过流检测保护方法，包括：
将电流信号转换为电压信号
滤除电压信号的噪声信号，得到较为纯净的信号；
将较为纯净的信号进行幅值及相位调整，将幅度较低的正弦波形调整为幅值较高的半波正弦信号，将半波正弦信号作为电流信号比较电路的输入比较信号；
根据输入比较信号获取输出比较信号；
根据输出比较信号进行电平信号转换。
进一步，所述根据输入比较信号获取输出比较信号的方法包括：
根据电流信号两级比较电路和第一比较器的比较阈值，输出比较信号Vsg5；
根据电流信号两级比较电路和第二比较器的比较阈值，输出比较信号Vsg6。
进一步，在电平信号进行转换后输出信号Vsg7；
将Vsg7输出至外部微处理器CPU进行检测处理，判断外部电流是否过流。
第三方面，本发明还提供一种宽范围过流检测保护装置，包括：
上述的用于功率计的宽范围过流检测保护电路。
本发明的有益效果是，本发明通过电流信号取样电路、电流信号滤波电路、电流信号调理电路、电流信号比较电路和过流检测比较输出电路；所述电流信号取样电路适于接收外部输入的电流信号；所述电流信号取样电路的输出端连接所述电流信号滤波电路的输入端；所述电流信号滤波电路的输出端连接所述电流信号调理电路的输入端；所述电流信号调理电路的输出端连接所述电流信号比较电路的输入端；所述电流信号比较电路的输出端连接所述过流检测比较输出电路的输入端；所述过流检测比较输出电路的输出信号作为CPU过流检测判断的输入信号；选用多路取样电阻选择继电器，搭配放大调理电路、全波整流电路、两级比较器电路实现对外部电流信号的快速实时取样、准确判断、及时保护。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种用于功率计的宽范围过流检测保护电路的原理框图；
图2是本发明的一种用于功率计的宽范围过流检测保护电路的具体电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，如图1和图2所示，本实施例1提供了一种用于功率计的宽范围过流检测保护电路，包括：电流信号取样电路、电流信号滤波电路、电流信号调理电路、电流信号比较电路和过流检测比较输出电路；所述电流信号取样电路适于接收外部输入的电流信号；所述电流信号取样电路的输出端连接所述电流信号滤波电路的输入端；所述电流信号滤波电路的输出端连接所述电流信号调理电路的输入端；所述电流信号调理电路的输出端连接所述电流信号比较电路的输入端；所述电流信号比较电路的输出端连接所述过流检测比较输出电路的输入端；所述过流检测比较输出电路的输出信号作为CPU过流检测判断的输入信号；可以通过电源对电流信号取样电路、电流信号滤波电路、电流信号调理电路、电流信号比较电路和过流检测比较输出电路进行供电；选用多路取样电阻选择继电器，搭配放大调理电路、全波整流电路、两级比较器电路实现对外部电流信号的快速实时取样、准确判断、及时保护。
在本实施例中，所述电流信号取样电路适于将外部输入的电流信号转换为电压信号；所述电流信号滤波电路对取样得到的电压信号进行滤波处理，并进行初级过流保护；所述电流信号调理电路适于将电流信号滤波电路的输出信号进行幅值及相位调整；所述电流信号比较电路适于将输入采样调理后的电压信号与设定的过流基准电压进行比较，获得比较后的过流检测比较信号，并且所述电流信号比较电路适于采用多量程匹配方法实现对不同量程下的过流检测；所述过流检测比较输出电路适于根据过流检测比较信号完成电平信号的转换，以使得电平信号满足微处理器CPU的引脚电平检测需求。
在本实施例中，具体的电路如图2所示，电流信号取样电路负责将外部输入的电流信号通过合适的取样电阻转换为电压信号，作为后续电路的处理信号，电流信号取样电路包括：正电源VCC、第一继电器RELAY1、第一电流取样电阻RS1、第二电流取样电阻RS2；外部输入的电流信号正端连接第一电流取样电阻的一端，外部输入的电流信号正端同时连接第一电流取样电阻的一端，外部输入的电流信号正端同时连接第一电阻R1的一端，外部输入的电流信号负端连接第一继电器的输入端，外部输入的电流信号负端同时连接信号地GND，第一电流取样电阻的另一端连接第一继电器的常闭输出端，第二电流取样电阻的另一端连接第一继电器的常开输出端，第一继电器的线圈电源高端连接正电源VCC，第一继电器的线圈电源低端连接第十七电阻R17的一端，第一继电器的线圈电源低端同时连接CPU引脚。
电流信号滤波电路对取样得到的电压信号进行滤波处理，滤除无用的高频噪声信号，使供后续处理的信号更为纯净，同时电流信号滤波电路具有初级过流保护作用，通过稳压管对电压信号进行钳位保护，避免对后部器件的冲击损坏，包括正电源VCC，负电源VEE，第一电阻，第一电容C1，第一稳压管D1，第二稳压管D2，第二电容C2，第十三电容C13，第一运算放大器U1；第一电阻的另一端连接第一电容的一端，第一电阻的另一端同时连接第一稳压管的一端，第一电阻的另一端同时连接第二稳压管的一端，第一电阻的另一端同时连接第一运算放大器的同向输入端，第一电容的另一端连接信号地GND，第一稳压管的另一端连接信号地GND，第二稳压管的另一端连接信号地GND，第一运算放大器的反向输入端连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端同时连接第二运算放大器的同向输入端，第二电容的一端连接负电源VEE，第二电容的另一端连接信号地GND，第十三电容的一端连接正电源VCC，第十三电容的另一端连接信号地GND。
电流信号调理电路主要负责将电流信号滤波电路的输出信号进行幅值及相位调整，利用二极管及运算放大器将幅值较低的正弦波形调整为幅值合适的半波正弦信号；包括正电源VCC，负电源VEE，第二运算放大器U2，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第九电容C9，第三运算放大器U3；第二运算放大器的反向输入端连接第二电阻的一端，第二运算放大器的反向输入端同时连接第三二极管的阳极，第二运算放大器的反向输入端同时连接第五电容的一端，第二运算放大器的反向输入端同时连接第三电阻的一端，第二电阻的另一端连接信号地GND，第二运算放大器的输出端连接第三二极管的阴极，第二运算放大器的输出端同时连接第四二极管的阳极，第二运算放大器的输出端同时连接第五电容的另一端，第三电阻的另一端连接第三运算放大器的反向输入端，第三电阻的另一端同时连接第六电容的一端，第三电阻的另一端同时连接第五电阻的一端，第四二极管的另一端连接第三运算放大器的同向输入端，第四二极管的另一端同时连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接信号地GND，第三运算放大器的输出端连接第五电阻的另一端，第三运算放大器的输出端同时连接第六电容的另一端，第三运算放大器的输出端同时连接第六电阻的一端，第六电阻的另一端连接第九电容的一端，第六电阻的另一端同时连接第七电阻的一端，第六电阻的另一端同时连接第四运算放大器的反向输入端，第九电容的另一端连接信号地GND，第七电容的一端连接正电源VCC，第七电容的另一端连接信号地GND，第八电容的一端连接负电源VEE，第八电容的另一端连接信号地GND。
电流信号比较电路是一个基于电流基准的比较电路，通过将输入采样调理后的电压信号与设定的过流基准电压作比较，获得比较后的过流检测比较信号，同时采用多量程匹配方法实现对不同量程下的过流检测，能够实现宽范围电流条件下的过流判断；包括正电源VCC，负电源VEE，第七电阻R7，第十七电阻R17，第一三极管Q1，第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10，第十一电阻R11，第十二电阻R12，第十三电阻R13，第十电容C10，第十一电容C11，第四运算放大器U4，第五运算放大器U5；第七电阻的另一端连接第一三极管的集电极，第十七电阻的另一端连接第一三极管的基极，第一三极管的发射极连接信号地GND，第九电阻的一端连接正电源VCC，第九电阻的另一端连接第八电阻的一端，第九电阻的另一端同时连接第十一电阻的一端，第九电阻的另一端同时连接第四运算放大器的同向输入端，第八电阻的另一端连接信号地GND，第四运算放大器的输出端连接第十电阻的一端，第四运算放大器的输出端同时连接第十一电阻的另一端，第四运算放大器的输出端同时连接第五运算放大器的反向输入端，第十电阻的另一端连接正电源VCC，第五运算放大器的同向输入端连接第十二电阻的一端，第五运算放大器的同向输入端同时连接第十三电阻的一端，第十二电阻的另一端连接正电源VCC，第十三电阻的另一端连接信号地GND，第五运算放大器的输出端连接第十五电阻的一端，第十一电容的一端连接正电源VCC，第十一电容的另一端连接信号地GND。
过流检测比较输出电路完成电平信号的转换，满足微处理器CPU的引脚电平检测需求；包括正电源VCC，负电源VEE，第十四电阻R14，第十五电阻R15，第十六电阻R16，第二三极管Q2，第十二电容C12；第十五电阻的另一端连接第十四电阻的一端，第十五电阻的另一端同时连接第二三极管的基极，第十四电阻的另一端连接正电源VCC，第二三极管的集电极连接正电源VCC，第二三极管的发射极连接第十六电阻的一端，第十六电阻的另一端连接第十二电容的一端，第十六电阻的另一端同时连接外接微处理器，第十二电容的另一端连接信号地GND。
在本实施例中，第一继电器、第一取样电阻、第二取样电阻组成电流信号取样电路，首先选择合适的电流量程，通过电流取样电阻将外接的电流信号转换为电压信号Vsg1；第一电阻、第一电容、第一稳压管、第二稳压管、第一运算放大器组成电流信号滤波电路，滤除电压信号Vsg1中其他无用的噪声信号，同时稳压管起到对电压信号的钳位限幅作用，更好地保护后级电路，避免过流导致后级器件的损坏，电流信号滤波电路得到较为纯净的信号Vsg2；第二运算放大器，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，第六电阻，第三电容，第四电容，第五电容，第六电容，第七电容，第八电容，第九电容，第三运算放大器组成电流信号调理电路，负责将电流信号滤波电路的输出信号Vsg2进行幅值及相位调整，利用二极管及运算放大器将幅度较低的正弦波形调整为幅值较高的半波正弦信号Vsg3，调理后的Vsg3信号作为电流信号比较电路的输入比较信号；第七电阻，第十七电阻，第一三极管，第八电阻，第九电阻，第十电阻，第十一电阻，第十二电阻，第十三电阻，第十电容，第十一电容，第四运算放大器，第五运算放大器组成了电流信号两级比较电路，第八电阻与第九电阻组成的分压比较值作为第四运算放大器组成的第一比较器的比较阈值，输出比较信号Vsg5，第十二电阻与第十三电阻组成的分压比较值作为第五运算放大器组成的第二比较器的比较阈值，输出比较信号Vsg6；第十四电阻，第十五电阻，第十六电阻，第二三极管，第十二电容组成过流检测比较输出电路，完成电平信号转换，输出信号Vsg7，送至外部微处理器CPU进行检测处理，判断外部电流是否过流；可以实时、快速、准确检测外部电流信号，当过流信号产生时，通过硬件电路自动切换电流量程，同时满足不同电流范围的精确过流检测判别。
具体的，电流信号取样电路基于一个继电器对不同电流量程的电流取样电阻，并通过电流取样电阻将电流信号转换为电压信号送入电流信号滤波电路；电流信号滤波电路主要基于一个RC滤波电路、过压钳位保护电路及跟随电路，将输入的信号滤波处理，得到较为纯净的交流信号并通过高输入阻抗的跟随电路输出送入电流信号调理电路；电流信号调理电路基于运算放大电路及整流二极管，将包含正负电位的全正弦信号放大、全波整流为脉动波形，送入电流信号比较电路；电流信号比较电路主要基于两级比较器构成，若输入的比较信号小于比较阈值，则第二级比较器输出低电平，若输入的比较信号大于比较阈值，则第二级比较器输出高电平；过流检测比较输出电路将电流信号比较电路的比较输出信号进行电平转换，转换为可供外接微处理器CPU能够处理的电平信号，CPU根据输出的高低电平判断外部电路是否过流，若为低电平，则外部电流不过流，若为高电平，则外部电流过流，CPU输出控制信号CTRL_CPU控制电流信号取样电路的继电器，选择下一电流量程电流取样电阻，同时CPU输出控制信号CTRL_CPU控制电流信号比较电路的分压比例三极管，重新获得当前电流量程下的信号放大比例，作为当前电流量程的比较信号。
 RELAY1是继电器型号为832A，U1、U2、U3是集成运算放大器型号为UPC812，U4、U5是比较器芯片型号为LM393，Q1、Q2是NPN三极管型号为2SC2712，D1、D2是钳位保护稳压管型号为LM385-1.2V，D3、D4为保护二极管型号为4148，RS1、RS2为电流取样电阻，R1至R16是电阻，C1至C13是电容。
 RELAY1继电器根据来自CPU的控制信号CTRL_CPU选择电流取样电阻，开始选择小电流量程档，CPU的控制信号CTRL_CPU为低，选择电流取样电阻RS1，则电流取样电阻得到的电压信号为：
；
R1、C1组成截止频率的低通滤波电路，信号Vsg1中高于频率fc的信号被滤除，D1、D2稳压管对输入的Vsg1信号起到钳位作用，保护后级器件安全输入，当输入Vsg1信号超过稳压管的范围，则输出的Vsg2信号大小为稳压管的稳压值，当输入Vsg1信号不超过稳压管的稳压值，则后级电路可以得到较为纯净的正弦信号Vsg2。U2、U3、R2、R3、R4、R5组成级联放大器，C5、C6起到运放的频率补偿作用，防止较大增益导致的运放自激，D3、D4对信号进行整流，将正负的正弦信号全波整流为正半轴的半波正弦信号Vsg3，则输出信号Vsg3与输入信号Vsg2的幅值运算关系为：
；
由于初始选择小电流量程，所以三极管Q1的基极控制信号为低电平，三极管Q1不导通，则信号Vsg4为信号Vsg3经过R6、C9组成截止频率的低通滤波电路所得，信号Vsg4与信号Vsg3基本一致；信号Vsg4送入下级比较电路进行处理，U4、U5、R8、R9、R10、R11、R12、R13组成两级比较器，R8、R9比例分压得到第一级比较器的比较阈值为：
；
R12、R13比例分压得到第二级比较器的比较阈值为：
；
若外部电流不过流，则信号Vsg4小于信号Vsg8，第一级比较器的输出比较信号Vsg5为高电平，第二级比较器的输出比较信号Vsg6为低电平，R14、R15、R16、Q2、C12组成电平转换电路，比较信号Vsg6为低电平使三极管Q2不导通，则最终输出信号Vsg7为低电平，送至CPU检测。
若外部电流过流，超过当前量程允许范围，则信号Vsg4大于信号Vsg8，第一级比较器的输出比较信号Vsg5为低电平，第二级比较器的输出比较信号Vsg6为高电平，使三极管Q2导通，则最终输出信号Vsg7为高电平，送至CPU检测，同时CPU电流量程控制信号CTRL_CPU高电平，继电器切换选择大电流量程取样电阻RS2，取样电压信号Vsg1=RS2*Iin，高电平的控制信号CTRL_CPU使三极管Q1导通，此时信号Vsg4不再与信号Vsg3相等，而是匹配至当前大电流量程值，满足如下运算关系：
；
Zc为电容C9的电容阻抗值，满足如下运算关系：
；
则的最简形式为：
；
其中f为输入信号的频率值，若信号Vsg4小于信号Vsg8，第一级比较器的输出比较信号Vsg5为高电平，第二级比较器的输出比较信号Vsg6为低电平，使三极管Q2不导通，则最终输出信号Vsg7为低电平，外部电流不超过当前大电流量程的过电流阈值；若信号Vsg4大于信号Vsg8，第一级比较器的输出比较信号Vsg5为低电平，第二级比较器的输出比较信号Vsg6为高电平，使三极管Q2导通，则最终输出信号Vsg7为高电平，则外部电流超过当前大电流量程的过电流阈值。通过对多个过流量程取样电阻的自动切换选择，完成对外部不同过流情况下电流的实时、快速检测功能。
实施例2，在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种采用实施例1中用于功率计的宽范围过流检测保护电路的宽范围过流检测保护方法，包括：将电流信号转换为电压信号滤除电压信号的噪声信号，得到较为纯净的信号；将较为纯净的信号进行幅值及相位调整，将幅度较低的正弦波形调整为幅值较高的半波正弦信号，将半波正弦信号作为电流信号比较电路的输入比较信号；根据输入比较信号获取输出比较信号；根据输出比较信号进行电平信号转换。
在本实施例中，所述根据输入比较信号获取输出比较信号的方法包括：根据电流信号两级比较电路和第一比较器的比较阈值，输出比较信号Vsg5；根据电流信号两级比较电路和第二比较器的比较阈值，输出比较信号Vsg6。
 在本实施例中，在电平信号进行转换后输出信号Vsg7；将Vsg7输出至外部微处理器CPU进行检测处理，判断外部电流是否过流。具体的保护方法在实施例1中已经详细描述，不再赘述。
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例3还提供一种宽范围过流检测保护装置，包括：实施例1中的用于功率计的宽范围过流检测保护电路。
综上所述，本发明通过电流信号取样电路、电流信号滤波电路、电流信号调理电路、电流信号比较电路和过流检测比较输出电路；所述电流信号取样电路适于接收外部输入的电流信号；所述电流信号取样电路的输出端连接所述电流信号滤波电路的输入端；所述电流信号滤波电路的输出端连接所述电流信号调理电路的输入端；所述电流信号调理电路的输出端连接所述电流信号比较电路的输入端；所述电流信号比较电路的输出端连接所述过流检测比较输出电路的输入端；所述过流检测比较输出电路的输出信号作为CPU过流检测判断的输入信号；选用多路取样电阻选择继电器，搭配放大调理电路、全波整流电路、两级比较器电路实现对外部电流信号的快速实时取样、准确判断、及时保护。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
 所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于功率计的宽范围过流检测保护电路，其特征在于，包括：
电流信号取样电路、电流信号滤波电路、电流信号调理电路、电流信号比较电路和过流检测比较输出电路；
所述电流信号取样电路适于接收外部输入的电流信号；
所述电流信号取样电路的输出端连接所述电流信号滤波电路的输入端；
所述电流信号滤波电路的输出端连接所述电流信号调理电路的输入端；
所述电流信号调理电路的输出端连接所述电流信号比较电路的输入端；
所述电流信号比较电路的输出端连接所述过流检测比较输出电路的输入端；
所述过流检测比较输出电路的输出信号作为CPU过流检测判断的输入信号。
2.如权利要求1所述的用于功率计的宽范围过流检测保护电路，其特征在于，
所述电流信号取样电路适于将外部输入的电流信号转换为电压信号。
3.如权利要求2所述的用于功率计的宽范围过流检测保护电路，其特征在于，
所述电流信号滤波电路对取样得到的电压信号进行滤波处理，并进行初级过流保护。
4.如权利要求3所述的用于功率计的宽范围过流检测保护电路，其特征在于，
所述电流信号调理电路适于将电流信号滤波电路的输出信号进行幅值及相位调整。
5.如权利要求4所述的用于功率计的宽范围过流检测保护电路，其特征在于，
所述电流信号比较电路适于将输入采样调理后的电压信号与设定的过流基准电压进行比较，获得比较后的过流检测比较信号，并且
所述电流信号比较电路适于采用多量程匹配方法实现对不同量程下的过流检测。
6.如权利要求5所述的用于功率计的宽范围过流检测保护电路，其特征在于，
所述过流检测比较输出电路适于根据过流检测比较信号完成电平信号的转换，以使得电平信号满足微处理器CPU的引脚电平检测需求。
7.一种采用如权利要求1所述用于功率计的宽范围过流检测保护电路的宽范围过流检测保护方法，其特征在于，包括：
将电流信号转换为电压信号
滤除电压信号的噪声信号，得到较为纯净的信号；
将较为纯净的信号进行幅值及相位调整，将幅度较低的正弦波形调整为幅值较高的半波正弦信号，将半波正弦信号作为电流信号比较电路的输入比较信号；
根据输入比较信号获取输出比较信号；
根据输出比较信号进行电平信号转换。
8.如权利要求7所述的宽范围过流检测保护方法，其特征在于，
所述根据输入比较信号获取输出比较信号的方法包括：
根据电流信号两级比较电路和第一比较器的比较阈值，输出比较信号Vsg5；
根据电流信号两级比较电路和第二比较器的比较阈值，输出比较信号Vsg6。
9.如权利要求8所述的宽范围过流检测保护方法，其特征在于，
在电平信号进行转换后输出信号Vsg7；
将Vsg7输出至外部微处理器CPU进行检测处理，判断外部电流是否过流。
10.一种宽范围过流检测保护装置，其特征在于，包括：
如权利要求1所述的用于功率计的宽范围过流检测保护电路。
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