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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；

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1KΩ 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1.4KΩ 1%电阻，使用0057W和0057-35A时，选用5.1KΩ 1%电阻。