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[原创] 电动汽车bms常用电流传感器介绍

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一粒金砂(高级)

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发表于 2018-7-13 14:26:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 alan000345 于 2018-7-13 14:48 编辑

       在一般低压消费类产品的设计中,电流采样一般都用小的精密电阻,通用采集电压后,小电压进行放大,运用差分比例放大,后经过单片机采样进行处理计算电流处理。原来做射频类的标签和读卡器时,由于需要低功耗,加上一般这类设备需要的电压都很低,所以元件都是超小的贴片。电动汽车的bms测动力电池阻的电流一般采用分流器或者霍尔传感器。电流传感器测电流,可以通过的这两种方式实现——分流和磁性的示意图,如图1。



   EV2.png

图1 电流采集方法分流和磁性的示意图

           

    通过图1中,可以知道,分流器测电压是根据欧姆定律(Ohm's Law)I=U/R,如果已知电压和电阻,电流就可以知了,下面来具体看一下分流器接在电路中的位置,如图2所示。



2.png

        
图2 分流器在电路中的连接


      具体计算方法,这里为了表达清楚直接用国外公司设计的BMS产品中给出的主控芯片如何计算的原文。


Current is calculated by the voltage drop at the shunt resistor. 1 LSB of the 18 bit ADC represents different currentvalues according to the shunt resistance. The LSB coefficient can be calculated as:


QQ截图20180713115603.png

where the Vdropx represents the voltage drop on different shunt resistor at current Icurrentx.ADC has a pre-set gain of 8, with a maximum input voltage difference of 0.256 V.


        做程序的朋友都清楚LSB,所以KLSB,如何计算就不给出来了。对于分流器最后再来看看它长什么样吧。如图3所示。

QQ截图20180713120149.png
图3 分流器实物图

       通过图1从安培定律和法拉第定律(Ampere & Faraday's laws)出发霍尔传感器用的更多些,主要是因为霍尔传感器结构上更易于安装,能够提供高额定电流的测试,同时,不产生热量。因为分流器还是基于欧姆定律,电流流过电阻根据I*I*R,可以知道电阻上会产热的。
       如图4所示,给出了霍尔传感器在电池管理系统BMS中的位置。

QQ截图20180713135506.png
图4 霍尔传感器在电路中的位置


        再看一下如何计算电流,具体公式见图5。


QQ截图20180713141550.png
图5  闭环传感器结构及公式

       图5还比较复杂,实际上真正用到的霍尔传感器一般电压都是-15v~+15v之间的,结构如下图6所示。

QQ截图20180713142022.png
图6 霍尔传感器的接线示意图

       通过图5和图6,应该很容易清楚那个测量电流IP怎么算吧,这个太简单了,不再详述了。最后看下本人用在电动汽车上测电流强度的霍尔传感器的长相吧,见图7.

       QQ截图20180713142518.png
图7 霍尔传感器

        写了这么多希望能给大家介绍清楚了。哪里有些的不妥的,请多多指教。


此内容由EEWORLD论坛网友alan000345原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处


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发表于 2018-7-13 15:46:21 来自手机 | 显示全部楼层
感谢楼主的介绍,写的很用心!跟着学到知识啦


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-7-14 12:53:01 | 显示全部楼层
最后的霍尔传感器是LEM的?霍尔传感器出来的电流信号比较大(超过4-20mA),一般也要转换为电压信号,感觉直接用分流电阻少了一个环节

点评

是的,MCU的AD端口只认识电压信号,我这里只是给出整体系统的框图,还有霍尔电流传感器一般的内部构造,及基本的理论计算,如果真的做设计,需要考虑的细节还是很多的,可能会用到多个op类的IC,如果朋友你那边有更  详情 回复 发表于 2018-7-16 10:32
是的,MCU的AD端口只认识电压信号,我这里只是给出整体系统的框图,还有霍尔电流传感器一般的内部构造,及基本的理论计算,如果真的做设计,需要考虑的细节还是很多的,可能会用到多个op类的IC,如果朋友你那边有更  详情 回复 发表于 2018-7-16 10:31


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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-7-14 18:12:02 | 显示全部楼层
受益匪浅


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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-7-16 09:00:24 | 显示全部楼层


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一粒金砂(高级)

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 楼主| 发表于 2018-7-16 10:31:46 | 显示全部楼层
landeng1986 发表于 2018-7-14 12:53
最后的霍尔传感器是LEM的?霍尔传感器出来的电流信号比较大(超过4-20mA),一般也要转换为电压信号,感觉 ...

是的,MCU的AD端口只认识电压信号,我这里只是给出整体系统的框图,还有霍尔电流传感器一般的内部构造,及基本的理论计算,如果真的做设计,需要考虑的细节还是很多的,可能会用到多个op类的IC,如果朋友你那边有更详细的霍尔电流/电压到MCU引脚的原理图,欢迎分享。谢谢。


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一粒金砂(高级)

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 楼主| 发表于 2018-7-16 10:32:09 | 显示全部楼层
landeng1986 发表于 2018-7-14 12:53
最后的霍尔传感器是LEM的?霍尔传感器出来的电流信号比较大(超过4-20mA),一般也要转换为电压信号,感觉 ...

是的,MCU的AD端口只认识电压信号,我这里只是给出整体系统的框图,还有霍尔电流传感器一般的内部构造,及基本的理论计算,如果真的做设计,需要考虑的细节还是很多的,可能会用到多个op类的IC,如果朋友你那边有更详细的霍尔电流/电压到MCU引脚的原理图,欢迎分享。谢谢。

点评

详细资料倒是没有,前段时间有测试需求就了解了下,直接上模块了  详情 回复 发表于 2018-7-16 17:41


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发表于 2018-7-16 17:41:41 | 显示全部楼层
alan000345 发表于 2018-7-16 10:32
是的,MCU的AD端口只认识电压信号,我这里只是给出整体系统的框图,还有霍尔电流传感器一般的内部构造, ...

详细资料倒是没有,前段时间有测试需求就了解了下,直接上模块了


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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-10-15 16:15:51 | 显示全部楼层
ALLEGRO的有用过吗


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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-12-4 22:23:53 | 显示全部楼层
ACS758了解一下


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-12-5 16:05:31 | 显示全部楼层

我们也有这些分流器!也不很贵。
我们也有这些分流器!也不很贵。
我们也有这些分流器!也不很贵。


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