美的内部资料-QMN-J33[1].228-2009_电流检测电路设计指引

美的家用空调国内事业部设计规范规范编号：QMN-J33.228-2009

电流检测电路设计指引

（发布日期：2009-04-02）

1范围

本设计指引对电流检测电路的电路原理，各器件的参数计算选择，相关技术要求和实际使用中的有关问题进行了阐述。

本设计指引适用于美的家用空调国内事业部的电流检测电路的设计。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

QMN-J52.053 电流互感器（原标准号05.132）

3定义

无

4总述

在空调整机上，常用到电流互感器检测压缩机工作电流，下面根据常用电流检测电路介绍其工作原理及注意事项。

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美的家用空调国内事业部设计规范规范编号：QMN-J33.228-2009 5电路原理

5.1电路原理图

5.2工作原理简介

在了解电路工作原理之前，首先简单介绍电流互感器CT1的工作原理。电流互感器实际是一个线性变压器。其输入电流（被检测电流）与输出电流跟它的内部线圈匝数成正比关系（均为交流电流量）。这样我们开始叙述电路的工作原理：

假如检测压缩机电流值为Ii，根据电流互感器固定的初级/次级线圈匝数比（常量）C，可确定输出电流（为交流）Io=Ii/C；在选取负载电阻R6（通常为1KΩ、1%）时，其阻值远远小于两分压电阻值。这样，R6的阻值约等于实际的负载电阻值。于是，R6两端的电压Uo=R6*Io=R6*Ii/C；（注：此为交流电压值）。

在经过整流二极管D10半波整流后（由于MCU 的A/D口所需输入电流很小，此处按严格的计算关系），二极管D10的负极与地之间的直流电压V1=1.414/2*Uo=0.707*R6*Ii/C；要减掉二极管上的压降约0.5V。

直流电压V1在分压电阻R14和R13上分压，得出该点的电压值V2=R13/（R13+R14）*V1=R13/（R13+R14）*(0.707*R6*Ii/C-0.5)，这就是最终输入到芯片检测口的压缩机电流参数模拟量（该值仍需通过实验最终确定。电流互感器0057W对应不同分压电阻R14时输入到芯片检测口的电压参数表见附录）。

直流电压V2必须经过电解电容E6平滑波形，成为较平稳的电压模拟量输入到芯片A/D口。钳位二极管D9目的是确保输入到芯片口的模拟量不大于5V，以保证芯片的工作可靠性；电阻R12和电容C8滤除输入量的高频成分，减小其对MCU的影响。

5.3各元器件作用

电流互感器CT1——将要求检测的交流电流转化成电压信号（交流）；

模拟负载电阻R6——主要是为CT1的磁场转化提供一个偏置电阻，保证CT1内部的转化磁场处

于非饱和状态；

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整流二极管D10——将转化后的交流电压半波整流成直流电压； 电解电容E6——平滑整流后直流电压波形，分压后输入到芯片；

分压电阻R14和R13（16K ）——用于调整A/D 转换的参数，直接确定输入到芯片口的A/D 参数； 钳位二极管D9——确保输入到芯片口的模拟量不大于5V ，以免损坏芯片；若MCU 的模拟量输入口有内置钳位二极管时，则D9可省略（如目前的东芝芯片均有内置钳位二极管）

电阻R12和电容C8——组成了RC 滤波电路，对电流检测电路的输出信号进行滤波，防止高频干扰；同时C8用以补充AD 口消耗的电量，防止采样电压下降，影响采样精度。 5.4 各元器件选型

CT1选用0057h 、0057W 、0057-35A ，0057h 适用电流范围0~15A ，0057W 适用范围0~25A ，0057-35A 适用范围0~35A ，各电流互感器在其工作电流范围内，输出电流与输入电流基本成线性关系，超出其工作电流时，会出现磁饱和，此时输出电流变化不能线性反映输入电流的变化。因此选用时需要特别注意其工作范围； R6选用1K Ω 1%碳膜电阻，也可采用相应贴片电阻； D10选用IN4148；

E6选用10uF 或47uF 电解电容，耐压值可选16V 或25V ，容值大小可根据压机工作电流大小及

工作环境选择，一般分体机主控板可选择10uF ，柜机大功率外机板选择47uF ；由于单片机一般都存在AD 转换误差，其精度一般为1.5个AD 值，因此E6电容稳压后到芯片端口的电压纹波值应不大于0.03V 。

R13选用16K 1/4W 碳膜电阻，也可采用15.8K 贴片电阻。

R14选用根据所用电流互感器的不同，有所不同，使用0057h 时，选用1.4K Ω 1%电阻，使用0057W 和0057-35A 时，选用5.1K Ω 1%电阻。

5.5 PCB 设计注意事项：

由于CT1互感器为高立器件，高度达到了37mm ，因此PCB 设计时，要充分考虑好CT1的位置，防止因干涉造成互感器损坏，同时其引脚焊盘应采用大面包铜处理，提高焊接可靠性。目前我所使用的互感器外形尺寸具体参见如下：

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由于电流采样电路对信号的精度要求非常高，因此设计时必须注意其抗干扰措施，CT1及采样电路中其它器件应尽量远离强电线体，防止强电线体的干扰串扰进采样电路里，造成采样结果不准确。

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附 录 A （资料性附录）

压缩机电流检测电路（I--V ）表（0057W ）

当R14=10K 时,测试情况如下:

单位: A 、V

当R14=6.8K 时,测试情况如下:

单位: A 、

V

当R14=5.1K 时,测试情况如下:

单位: A 、V