CN116466123A - 一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路及方法，所述高精度大电流采集电路包括多个不同档位的电流采样电路，所有电流采样电路并联且每个电流采样电路所在回路上均接有功率继电器，所有电流采样电路的并联输出端通过差分运放电路与模拟开关选择电路连接，所述模拟开关选择电路通过闭合不同的模拟开关来对采样信号进行不同比例的放大，模拟开关选择电路通过后级放大电路与MCU的信号采样端口连接；本发明的优点在于：实现多量程、多档位的轻松切换，从而实现全量程范围内的高精度测量和控制。

Description

一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路及方法

技术领域

本发明涉及测量测试用电子设备领域，更具体涉及一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路及方法。

背景技术

在大电流输出的直流电流采集方案中，一般采用大量程霍尔传感器或精密电阻的方式来实现。

采用大量程霍尔传感器的方式，例如中国专利公开号CN107525963A，公开了一种基于霍尔的电流采样方法，优点是霍尔传感器自身自带电气隔离，电路设计简单。但是缺点也很明显，那就是大量程霍尔传感器往往体积庞大，且价格不菲，在小电流时精度较差，即线性度不够好，同时大量程的霍尔传感器还存在采样偏置问题，即当霍尔传感器通过较大电流后，内部会发生偏磁现象，从而导致采样精度会发生较为明显的偏移，只有将设备断电复位后才能恢复到初始状态，霍尔传感器的这一现象对大部分的应用场合可能影响不大，但是对测量测试用电子设备的影响很大，因为测量测试用电子设备往往需要极高的测量和控制精度。

采用精密电阻的方式，例如中国专利授权公告号CN217007520U，公开了一种基于采样电阻的精密电流传感器电路，优点是体积小，易于摆放，价格相对霍尔传感器要便宜很多，且不存在偏磁现象。但是同样地，精密电阻在大电流的应用场合中，也存在较为明显的缺点。由于电流较大，所以相较于霍尔传感器，损耗更大，发热严重，从而导致温漂严重。并且精密电阻的采样方式是不隔离的，需要外加隔离采样电路，电路设计更为复杂。

测量测试用电子设备由于使用环境和使用工况复杂多变，大电流输出的设备很多时候会用在小电流的场合，且使用者对精度的要求往往都非常高。而根据上面所述，不管是大量程霍尔传感器还是精密电阻的方案，都很难保证大电流输出的直流电源在全量程范围内的测量与控制精度，尤其是小电流输出情况下的精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种大电流输出的直流电流采集方案，以保证大电流输出的直流电源在全量程范围内的测量与控制精度。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，包括多个不同档位的电流采样电路，所有电流采样电路并联且每个电流采样电路所在回路上均接有功率继电器，所有电流采样电路的并联输出端通过差分运放电路与模拟开关选择电路连接，所述模拟开关选择电路通过闭合不同的模拟开关来对采样信号进行不同比例的放大，模拟开关选择电路通过后级放大电路与MCU的信号采样端口连接。

有益效果：本发明通过加入功率继电器以及模拟开关选择电路，从而选择并联的电流采样电路的数量，使得可测量的输出电流范围可灵活调节，从而实现不同档位的切换，大电流是小电流的电流采样电路并联的输出，并联的电流采样电路组数越少输出电流越小，因此小量程输出并联形成大量程输出，不存在传统大量程霍尔传感器的诸多缺点，很好地解决了大量程霍尔传感器在小电流时线性度差、精度受影响的问题，实现多量程、多档位的轻松切换，从而实现全量程范围内的高精度测量和控制，尤其是小电流甚至极小电流下的测量和控制精度，大大提高了大量程电源的全范围适应性。

进一步地，每个所述电流采样电路的结构相同，每个所述电流采样电路均包括若干个并联的霍尔元件，若干个并联的霍尔元件的一端接电源负极，若干个并联的霍尔元件的另一端通过一个功率继电器与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

更进一步地，所述电流采样电路为高档位的，高档位的电流采样电路包括5个50A的霍尔元件H1至霍尔元件H5(此处是以500A输出的直流电源为例，以下中档位的电流采样电路、低档位的电流采样电路以及极低档位的电流采样电路等电路同样以500A输出的直流电源为例)，霍尔元件H1至霍尔元件H5并联连接，霍尔元件H1至霍尔元件H5并联后的一端接电源负极，霍尔元件H1至霍尔元件H5并联后的另一端通过一个功率继电器RealyH与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

更进一步地，所述电流采样电路为中档位的，中档位的电流采样电路包括3个50A的霍尔元件M1至霍尔元件M3，霍尔元件M1至霍尔元件M3并联连接，霍尔元件M1至霍尔元件M3并联后的一端接电源负极，霍尔元件M1至霍尔元件M3并联后的另一端通过一个功率继电器RealyM与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

更进一步地，所述电流采样电路为低档位的，低档位的电流采样电路包括2个50A的霍尔元件L1和霍尔元件L2，霍尔元件L1和霍尔元件L2并联连接，霍尔元件L1和霍尔元件L2并联后的一端接电源负极，霍尔元件L1和霍尔元件L2并联后的另一端通过一个功率继电器RealyL与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

更进一步地，所述电流采样电路为极低档位的，极低档位的电流采样电路包括一个10A的霍尔元件SL，所述霍尔元件SL的一端接电源负极，霍尔元件SL的另一端通过一个功率继电器RealySL与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

更进一步地，所述差分运放电路的输入端与若干个并联的霍尔元件的另一端连接，所述差分运放电路的输出端与模拟开关选择电路连接。

再进一步地，所述模拟开关选择电路包括开关SWH、开关SWM、开关SWL、开关SWSL、电阻RH、电阻RM、电阻RL以及电阻RSL，所述差分运放电路的输入端与若干个并联的霍尔元件的另一端连接，所述开关SWH的一端、开关SWM的一端、开关SWL的一端以及开关SWSL的一端连接并且与差分运放电路的输出端连接，开关SWH的另一端、开关SWM的另一端、开关SWL的另一端以及开关SWSL的另一端分别与电阻RH的一端、电阻RM的一端、电阻RL的一端以及电阻RSL的一端连接，电阻RH的另一端、电阻RM的另一端、电阻RL的另一端以及电阻RSL的另一端连接到一起作为模拟开关选择电路的并联输出端。

再进一步地，所述后级放大电路包括运放A21、运放A22、电阻R5至电阻R8以及电阻RX，运放A21的同相端通过电阻R5接地，电阻RX的一端以及运放A21的反相端均与模拟开关选择电路的并联输出端连接，电阻RX的另一端与运放A21的输出端以及电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端、电阻R7的一端以及运放A22的反相端连接，运放A22的同相端通过电阻R8接地，电阻R7的另一端以及运放A22的输出端连接并与MCU的信号采样端口连接。

本发明还提供一种支持多档位切换的高精度大电流采集方法，应用于上述任一项所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，当用户选择档位时，相应数量的功率继电器吸合，电流流过与这几个吸合了的功率继电器相连接的霍尔元件，然后将输出的电流采样信号都并联到一起输出到差分运放电路进行差分放大，差分运放电路将信号输出给模拟开关选择电路，模拟开关选择电路按照所选择的档位闭合不同的模拟开关来对采样信号进行不同比例的放大，使得不同量程下最终到达MCU的采样信号电压值均为MCU所能采样的最高电压值。

本发明的优点在于：

(1)本发明通过加入功率继电器以及模拟开关选择电路，从而选择并联的电流采样电路的数量，使得可测量的输出电流范围可灵活调节，从而实现不同档位的切换，大电流是小电流的电流采样电路并联的输出，并联的电流采样电路组数越少输出电流越小，因此小量程输出并联形成大量程输出，不存在传统大量程霍尔传感器的诸多缺点，很好地解决了大量程霍尔传感器在小电流时线性度差、精度受影响的问题，实现多量程、多档位的轻松切换，从而实现全量程范围内的高精度测量和控制，尤其是小电流甚至极小电流下的测量和控制精度，大大提高了大量程电源的全范围适应性。

(2)本发明通过加入功率继电器以及模拟开关选择电路，从而可灵活地选择采样电路中所并联的霍尔元件的数量以及运算放大器端的放大倍数，使得可测量的输出电流范围可灵活调节，从而实现不同采样档位的灵活切换，该方法由于采用了小量程霍尔并联的方式，所以不存在传统大量程霍尔传感器的诸多缺点。

(3)本发明利用电流并联后能实现自动加和的特性，采用多个小量程的电流型霍尔元件替代大量程霍尔元件。由于小量程电流型霍尔元件体积要远远小于大量程霍尔元件，且价格上也要远低于大量程霍尔元件，所以可以更方便地进行功率空间的排布，也能更好地降低成本。同时，由于小量程电流型霍尔元件的采样偏置问题微乎其微，所以可以极大程度地降低霍尔传感器带来的采样偏置问题。

(4)本发明根据用户选择量程的不同，可投切不同数量的功率继电器，使得实际流过继电器的电流总和刚好等于用户所选量程的上限电流值，这样一来能够最大限度地减小源头(霍尔传感器)所采集到的干扰信号，使得采样信号更稳定，采样精度更高。同时，根据用户选择量程的不同，在采样信号处理支路上，加入了模拟开关选择电路，通过选择不同模拟开关的断开与闭合，实现对采样信号实行不同的放大比例，从而达到不同量程下的最大电流所对应的MCU端口电压始终为其所能采样的最高电压值。

(5)本发明设置了一个极低量程档位，采用一个更小型的霍尔元件，使得标称额定电流500A的直流源，即使在极小电流(1A甚至更小)输出的情况下，仍能够保持极高的采样和控制精度。

附图说明

图1为本发明实施例所公开的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路的主功率部分示意图；

图2为本发明实施例所公开的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路的采样信号处理机模拟开关控制部分示意图。

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，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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作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。

如图1所示，一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，包括多个不同档位的电流采样电路，所有电流采样电路并联且每个电流采样电路所在回路上均接有功率继电器，所有电流采样电路的并联输出端通过差分运放电路与模拟开关选择电路连接，所述模拟开关选择电路通过闭合不同的模拟开关来对采样信号进行不同比例的放大，模拟开关选择电路通过后级放大电路与MCU的信号采样端口连接。

继续参阅图1，每个所述电流采样电路的结构相同，每个所述电流采样电路均包括若干个并联的霍尔元件，支持多档位切换的高精度大电流采集电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括电感L和电容C，其作用都是对输出电压、电流波形进行滤波，以实现较小的纹波输出，所述电感L的一端与电源正极连接，电容C的负极与每个所述电流采样电路的若干个并联的霍尔元件的一端连接并接电源负极，若干个并联的霍尔元件的另一端通过一个功率继电器与负载LOAD的一端连接，电感L的另一端以及电容C的正极均与负载LOAD的另一端连接。本发明的霍尔元件均为霍尔传感器。

继续参阅图1，所述电流采样电路为高档位的，高档位的电流采样电路包括5个50A的霍尔元件H1至霍尔元件H5(此处是以500A输出的直流电源为例，以下中档位的电流采样电路、低档位的电流采样电路以及极低档位的电流采样电路等电路同样以500A输出的直流电源为例)，霍尔元件H1至霍尔元件H5并联连接，霍尔元件H1至霍尔元件H5并联后的一端接电源负极，霍尔元件H1至霍尔元件H5并联后的另一端通过一个功率继电器RealyH与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

继续参阅图1，所述电流采样电路为中档位的，中档位的电流采样电路包括3个50A的霍尔元件M1至霍尔元件M3，霍尔元件M1至霍尔元件M3并联连接，霍尔元件M1至霍尔元件M3并联后的一端接电源负极，霍尔元件M1至霍尔元件M3并联后的另一端通过一个功率继电器RealyM与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

继续参阅图1，所述电流采样电路为低档位的，低档位的电流采样电路包括2个50A的霍尔元件L1和霍尔元件L2，霍尔元件L1和霍尔元件L2并联连接，霍尔元件L1和霍尔元件L2并联后的一端接电源负极，霍尔元件L1和霍尔元件L2并联后的另一端通过一个功率继电器RealyL与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

继续参阅图1，所述电流采样电路为极低档位的，极低档位的电流采样电路包括一个10A的霍尔元件SL，所述霍尔元件SL的一端接电源负极，霍尔元件SL的另一端通过一个功率继电器RealySL与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

参阅图2，所述差分运放电路包括电阻Rs、电阻R1至电阻R4以及运放A1，所述电阻Rs的一端及电阻R1的一端均与若干个并联的霍尔元件的另一端连接，电阻Rs的另一端与电阻R2的一端连接并接地，电阻R2的另一端、电阻R4的一端以及运放A1的同相端连接，电阻R4的另一端接地，电阻R1的另一端、电阻R3的一端以及运放A1的反相端连接，电阻R3的另一端与运放A1的输出端连接。

继续参阅图2，所述模拟开关选择电路包括开关SWH、开关SWM、开关SWL、开关SWSL、电阻RH、电阻RM、电阻RL以及电阻RSL，所述开关SWH的一端、开关SWM的一端、开关SWL的一端以及开关SWSL的一端连接并且与运放A1的输出端连接，开关SWH的另一端、开关SWM的另一端、开关SWL的另一端以及开关SWSL的另一端分别与电阻RH的一端、电阻RM的一端、电阻RL的一端以及电阻RSL的一端连接，电阻RH的另一端、电阻RM的另一端、电阻RL的另一端以及电阻RSL的另一端连接到一起作为模拟开关选择电路的并联输出端。

继续参阅图2，所述后级放大电路包括运放A21、运放A22、电阻R5至电阻R8以及电阻RX，运放A21的同相端通过电阻R5接地，电阻RX的一端以及运放A21的反相端均与模拟开关选择电路的并联输出端连接，电阻RX的另一端与运放A21的输出端以及电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端、电阻R7的一端以及运放A22的反相端连接，运放A22的同相端通过电阻R8接地，电阻R7的另一端以及运放A22的输出端连接并与MCU的信号采样端口连接。

本发明还提供应用于上述电路的一种支持多档位切换的高精度大电流采集方法，具体实施步骤如下：

(a)由于是大电流输出，所以首先需要将电流进行分档，此处以500A输出的直流电源为例，可将电流分为高、中、低、极低4档，量程对应关系如下：

高量程H：0～500A；

中量程M：0～250A；

低量程L：0～100A；

极低量程SL：0～10A。

(b)如前所述，大量程霍尔传感器存在诸多缺点，所以此处选用10个50A和1个10A的小量程霍尔传感器替代500A的大量程霍尔传感器；

(c)在确定了电流分档及小量程霍尔传感器后，那么图1中的霍尔元件SL即为10A的小量程霍尔传感器；霍尔元件L1……Ln即为2个50A的小量程霍尔传感器；霍尔元件M1……Mn即为3个50A的小量程霍尔传感器；霍尔元件H1……Hn即为5个50A的小量程霍尔传感器；

(d)当用户选择高量程档位时，功率继电器RelayL、RelayM、RelayH需要吸合，RelaySL断开，电流会流过与这几个功率继电器相连接的霍尔元件，然后将所有的霍尔元件输出的电流采样信号都并联到一起，即图2中的Isense_H1……Isense_L，由于电流并联后能够实现自动加和，所以图2中的Io_sense就是Isense_H1……Isense_L的总和，也就是总的输出电流采样信号，该电流信号经过采样电阻Rs，会在Rs两端形成电压信号Us；

(e)Us再经过差分运放电路放大，这时候就到了模拟开关选择电路了，此处可以通过闭合不同的模拟开关来对采样信号Us进行不同比例的放大，从而使得最终到达MCU的采样信号电压值尽可能地接近MCU所能采样的最高电压值，这样一来才能更彻底地发挥MCU的采样精度。因为当用户选择不同量程档位时，在输出该档位下最大电流时，得到的Us值是不同的，为了能够让所有档位下的满电流输出时，到达MCU的采样信号电压值都能够接近MCU所能采样的最高电压值，所以在此处增加了模拟开关切换。

(f)同理，当用户选择中量程档位时，功率继电器RelayL、RelayM需要吸合，RelayH、RelaySL断开，模拟开关SWM闭合，此时放大比例为RX/RM；

(g)同理，当用户选择低量程档位时，功率继电器RelayL需要吸合，RelayH、RelayM、RelaySL断开，模拟开关SWL闭合，此时放大比例为RX/RL；

(h)同理，当用户选择极低量程档位时，功率继电器RelaySL需要吸合，RelayH、RelayM、RelayL断开，模拟开关SWSL闭合，此时放大比例为RX/RSL。

本发明的工作原理为：

利用电流并联后能实现自动加和的特性，采用多个小量程的电流型霍尔传感器替代大量程霍尔传感器。由于小量程电流型霍尔传感器体积要远远小于大量程霍尔传感器，且价格上也要远低于大量程霍尔传感器，所以可以更方便地进行功率空间的排布，也能更好地降低成本。同时，由于小量程电流型霍尔传感器的采样偏置问题微乎其微，所以可以极大程度地降低霍尔传感器带来的采样偏置问题。

此外，不管是MCU自带的AD采样单元，还是外扩的AD采样芯片，要想更好地发挥其采样精度，那就需要让采集到AD端口的电压值尽可能地接近其所能采样的电压上限。例如一般MCU的AD端口采样电压上限为3V，那么在将霍尔传感器采集到的电流信号，经过采样电阻、运放放大电路之后，最终到达AD口的电压值应该尽可能接近3V。基于这个原因，本发明在采用小量程电流型霍尔传感器的基础上，又加入了功率继电器，根据用户选择量程的不同，可投切不同数量的功率继电器，使得实际流过电流的继电器总和刚好等于用户所选量程的上限电流值，这样一来能够最大限度地减小源头(霍尔传感器)所采集到的干扰信号，使得采样信号更稳定，采样精度更高。同时，根据用户选择量程的不同，在采样信号处理支路上，加入了模拟开关，通过选择不同模拟开关的断开与闭合，实现对采样信号实行不同的放大比例，从而达到不同量程下的最大电流所对应的MCU端口电压始终为3V(MCU采样的电压上限)。

本发明还加入了一个极低量程档位SL，采用一个更小型的霍尔传感器，使得标称额定电流500A的直流源，即使在极小电流(1A甚至更小)输出的情况下，仍能够保持极高的采样和控制精度。

通过以上技术方案，本发明很好地解决了大量程霍尔传感器在小电流时线性度差、精度受影响地问题，实现了多量程、多档位的轻松切换，从而实现全量程范围内的高精度测量和控制，尤其是小电流甚至极小电流下的测量和控制精度，大大提高了大量程电源的全范围适应性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，其特征在于，包括多个不同档位的电流采样电路，所有电流采样电路并联且每个电流采样电路所在回路上均接有功率继电器，所有电流采样电路的并联输出端通过差分运放电路与模拟开关选择电路连接，所述模拟开关选择电路通过闭合不同的模拟开关来对采样信号进行不同比例的放大，模拟开关选择电路通过后级放大电路与MCU的信号采样端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，其特征在于，每个所述电流采样电路的结构相同，每个所述电流采样电路均包括若干个并联的霍尔元件，若干个并联的霍尔元件的一端接电源负极，若干个并联的霍尔元件的另一端通过一个功率继电器与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

3.根据权利要求2所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，其特征在于，所述电流采样电路为高档位的，高档位的电流采样电路包括5个50A的霍尔元件H1至霍尔元件H5，霍尔元件H1至霍尔元件H5并联连接，霍尔元件H1至霍尔元件H5并联后的一端接电源负极，霍尔元件H1至霍尔元件H5并联后的另一端通过一个功率继电器RealyH与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

4.根据权利要求2所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，其特征在于，所述电流采样电路为中档位的，中档位的电流采样电路包括3个50A的霍尔元件M1至霍尔元件M3，霍尔元件M1至霍尔元件M3并联连接，霍尔元件M1至霍尔元件M3并联后的一端接电源负极，霍尔元件M1至霍尔元件M3并联后的另一端通过一个功率继电器RealyM与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

5.根据权利要求2所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，其特征在于，所述电流采样电路为低档位的，低档位的电流采样电路包括2个50A的霍尔元件L1和霍尔元件L2，霍尔元件L1和霍尔元件L2并联连接，霍尔元件L1和霍尔元件L2并联后的一端接电源负极，霍尔元件L1和霍尔元件L2并联后的另一端通过一个功率继电器RealyL与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

6.根据权利要求2所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，其特征在于，所述电流采样电路为极低档位的，极低档位的电流采样电路包括一个10A的霍尔元件SL，所述霍尔元件SL的一端接电源负极，霍尔元件SL的另一端通过一个功率继电器RealySL与负载的一端连接，负载的另一端与电源正极连接。

7.根据权利要求2所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，其特征在于，所述差分运放电路的输入端与若干个并联的霍尔元件的另一端连接，所述差分运放电路的输出端与模拟开关选择电路连接。

8.根据权利要求7所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，其特征在于，所述模拟开关选择电路包括开关SWH、开关SWM、开关SWL、开关SWSL、电阻RH、电阻RM、电阻RL以及电阻RSL，所述差分运放电路的输入端与若干个并联的霍尔元件的另一端连接，所述开关SWH的一端、开关SWM的一端、开关SWL的一端以及开关SWSL的一端连接并且与差分运放电路的输出端连接，开关SWH的另一端、开关SWM的另一端、开关SWL的另一端以及开关SWSL的另一端分别与电阻RH的一端、电阻RM的一端、电阻RL的一端以及电阻RSL的一端连接，电阻RH的另一端、电阻RM的另一端、电阻RL的另一端以及电阻RSL的另一端连接到一起作为模拟开关选择电路的并联输出端。

9.根据权利要求8所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，其特征在于，所述后级放大电路包括运放A21、运放A22、电阻R5至电阻R8以及电阻RX，运放A21的同相端通过电阻R5接地，电阻RX的一端以及运放A21的反相端均与模拟开关选择电路的并联输出端连接，电阻RX的另一端与运放A21的输出端以及电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端、电阻R7的一端以及运放A22的反相端连接，运放A22的同相端通过电阻R8接地，电阻R7的另一端以及运放A22的输出端连接并与MCU的信号采样端口连接。

10.一种支持多档位切换的高精度大电流采集方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的一种支持多档位切换的高精度大电流采集电路，当用户选择档位时，相应数量的功率继电器吸合，电流流过与这几个吸合了的功率继电器相连接的霍尔元件，然后将输出的电流采样信号都并联到一起输出到差分运放电路进行差分放大，差分运放电路将信号输出给模拟开关选择电路，模拟开关选择电路按照所选择的档位闭合不同的模拟开关来对采样信号进行不同比例的放大，使得不同量程下最终到达MCU的采样信号电压值均为MCU所能采样的最高电压值。