采用LA28-NP电流传感器对充放电电流进行实时检测。该传感器是利用霍尔原理的闭环(补偿)电流传感器,原边回路和副边回路之间绝缘,可用于测量直交流脉冲和混合型电流,供电电压±15 V。系统中采用1000:5的匝比,原边回路的充放电±5 A电流对应副边回路的额定电流Is,其有效值为±25 mA。在应用中,感应电流Is通过精密电阻Rm,取得电压量V1,电阻Rm的取值取决于A/D转换器对于V2的要求。
LA28-NP的输出电流为双向,即±25 mA的电流信号。在实际工作中,放电时输出最大电流为+25 mA,而充电时,输出最大电流为-25mA,由此而取得的电压信号V1相对于地电平也为相应的正负电压。STM32F103内置的ADC电压输入范围为Vref-≤Vin≤Vref+。本设计中Vref-接模拟地,Vref+接2.5 V基准电压,故ADC输入范围为O~2.5 V。目前存在的问题是:STM32F103采用单3.3 V工作,模拟量输入无法处理反向电压。在传统的方式下,如果电阻Rm基准电平端接入地,充电时V1为负电压,控制器无能为力。针对这个问题,本文设计了所示的累加升压、跟随反向信号预处理电路,解决了双向电流的A/D采样问题。
该设计的基本思想是将双向电流的电压变化范围均控制在0~Vref+范围内。这是以牺牲A/D转换精度为代价的。详细过程如下:
①串入电阻Rm=50 Ω,获得模拟量电压输出V1范围为-1.25~+1.25 V。