采样电阻的电流校准方法、电流采样电路及可读存储介质

技术领域

本申请涉及电流采样技术领域，特别是涉及采样电阻的电流校准方法、电流采样电路及可读存储介质。

背景技术

电子系统中的电流是反映电子系统工作状态的重要特征之一，因此电流检测的精确度是十分重要的。目前电流检测校准的常用方法是补偿法，通过串入固定阻值电阻，推算出固定阻值电阻的理论电流，处理器计算出电流值，两者相减取绝对值后得到补偿值，通过该补偿值进行校准。

发明人长期研究发现，虽然使用补偿法也可以进行电流校准，但是存在一些缺点。如，补偿法不适合测量小电流值，在电流值为0或很小的情况下，由于还存在补偿值，导致测出的电流值误差较大。又如，电流检测随着流过的电流越大，经过放大后误差也会越来越大，而补偿值是一个固定的值，这样系统的误差会随着电流的增大而增大。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供采样电阻的电流校准方法、电流采样电路及可读存储介质，能够提高电流采样的精度。

为了解决上述问题，本申请采用的一种技术方案是提供一种采样电阻的电流校准方法，该方法包括：获取设定电源网络的第一电流；其中，校准电阻和采样电阻串联于设定电源网络中；利用第一电流确定采样电阻的真实阻值；将采样电阻的真实阻值进行存储，以在包含采样电阻的电流回路中，利用采样电阻的真实阻值进行电流采样。

其中，获取设定电源网络的第一电流，包括：获取设定电源网络的设定电压、校准电阻的第一阻值和采样电阻的第二阻值；其中，第二阻值为采样电阻的标定阻值；利用设定电压、第一阻值和第二阻值，确定第一电流。

其中，利用设定电压、第一阻值和第二阻值，确定第一电流，包括：利用第一阻值和第二阻值相加，得到第三阻值；利用设定电压除以第三阻值，得到第一电流。

其中，利用第一电流确定采样电阻的真实阻值，包括：获取放大器的放大倍数、模数转换器的参考电压、模数转换器的分辨率和模数转换器输出的数字信号；利用放大倍数、参考电压、分辨率、数字信号和第一电流，确定采样电阻的真实阻值。

其中，利用放大倍数、参考电压、分辨率、数字信号和第一电流，确定采样电阻的真实阻值，包括：利用以下公式计算出采样电阻的真实阻值：

其中，利用采样电阻的真实阻值进行电流采样，包括：获取采样电阻的第一目标电压；利用放大器对第一目标电压进行放大，得到第二目标电压；放大器连接采样电阻；利用模数转换器将第二目标电压转换为数字信号；模数转换器连接放大器；利用放大器的放大倍数、模数转换器的参考电压、模数转换器的分辨率、数字信号和真实阻值，计算出采样电阻对应的采样电流。

其中，利用放大器的放大倍数、模数转换器的参考电压、模数转换器的分辨率、数字信号和真实阻值，计算出采样电阻对应的采样电流，包括：利用以下公式计算出采样电流：

为了解决上述问题，本申请采用的另一种技术方案是提供一种电流采样电路，该电流采样电路包括：采集模块，采集模块用于连接采样电阻；控制模块，控制模块连接采集模块，用于获取设定电源网络的第一电流；利用第一电流确定采样电阻的真实阻值；将采样电阻的真实阻值进行存储，以在包含采样电阻的电流回路中，利用采样电阻的真实阻值进行电流采样；其中，校准电阻和采样电阻串联于设定电源网络中。

其中，采集模块包括：放大器，放大器用于连接采样电阻，获取采样电阻的第一目标电压，对第一目标电压进行放大，得到第二目标电压；其中，第一目标电压为采样电阻在工作电压下产生的；模数转换器，连接放大器，用于将第二目标电压转换为数字信号；其中，控制模块还用于利用放大器的放大倍数、模数转换器的参考电压、模数转换器的分辨率、数字信号和真实阻值，计算出采样电阻对应的采样电流。

为了解决上述问题，本申请采用的另一种技术方案是提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质用于存储计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，用于实现上述提供的方法。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的采样电阻的电流校准方法、电流采样电路及可读存储介质。该方法通过获取设定电源网络的第一电流；其中，校准电阻和采样电阻串联于设定电源网络中；利用第一电流确定采样电阻的真实阻值；将采样电阻的真实阻值进行存储，并在后续对电源网络的电流采样过程中利用真实阻值进行电流采样，能够提高电流采样的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的采样电阻的电流校准方法一实施例的流程示意图；

图2是本申请提供的采样电阻的电流校准方法另一实施例的流程示意图；

图3是本申请提供的采样电阻的电流校准方法另一实施例的流程示意图；

图4是本申请提供的电流采样电路一实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的电流采样电路另一实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的电流采样电路一应用场景示意图；

图7是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的采样电阻的电流校准方法一实施例的流程示意图。该方法包括：

步骤11：获取设定电源网络的第一电流。

其中，校准电阻和采样电阻串联于设定电源网络中。

因校准电阻和采样电阻串联，则流过校准电阻和采样电阻的电流相同，即上述的第一电流流过校准电阻和采样电阻。

在一些实施例中，可以利用电流采样电路来获取第一电流。

可以理解，校准电阻的阻值为真实阻值。

步骤12：利用第一电流确定采样电阻的真实阻值。

因第一电流确定，则可根据校准电阻的阻值和设定电源网络的设定电压求得采样电阻的真实阻值。因校准电阻的阻值为真实阻值，则此时求出的采样电阻的阻值无限接近其真实阻值，此时可以认为求出的阻值为真实阻值。

在其他实施例中，可以根据电流采样电路的结构来确定计算公式，然后利用公式来确定采样电阻的真实阻值。具体的计算公式可以参阅下述任一实施例，这里不赘述。

步骤13：将采样电阻的真实阻值进行存储，以在包含采样电阻的电流回路中，利用采样电阻的真实阻值进行电流采样。

在一些实施例中，利用上述方式确定采样电阻的真实阻值后，在后续电源网络工作过程中，则可以利用采样电阻的真实阻值进行电流采样。

在一些实施例中，可以按照预设时间对采样电阻的真实阻值进行校准，以保证采样电阻的真实阻值的准确性。

在本实施例中，通过获取设定电源网络的第一电流；其中，校准电阻和采样电阻串联于设定电源网络中；利用第一电流确定采样电阻的真实阻值；将采样电阻的真实阻值进行存储，并在后续对电源网络的电流采样过程中利用真实阻值进行电流采样，能够提高电流采样的精度。

参阅图2，图2是本申请提供的采样电阻的电流校准方法另一实施例的流程示意图。该方法包括：

步骤21：获取设定电源网络的设定电压、校准电阻的第一阻值和采样电阻的第二阻值。

其中，第二阻值为采样电阻的标定阻值。校准电阻的第一阻值是校准电阻的真实阻值。设定电压可以为基准电压。

步骤22：利用设定电压、第一阻值和第二阻值，确定第一电流。

在一些实施例中，因为知晓设定电压、校准电阻的第一阻值和采样电阻的第二阻值，则可以利用第一阻值和第二阻值相加，得到第三阻值；利用设定电压除以第三阻值，得到第一电流。具体地，利用以下公式计算出第一电流：

其中，I

因第一阻值为校准电阻的真实阻值，此时计算出的第一电流无限接近理论真实电流。

步骤23：获取放大器的放大倍数、模数转换器的参考电压、模数转换器的分辨率和模数转换器输出的数字信号。

因电流和电压为模拟信号，则在实际计算时是通过将模拟信号转换为数字信号，然后利用数字信号在进行电流的计算。

因此，在本实施例中，利用放大器来获取采样电阻两端的电压，并进行放大，然后将放大的电压输出至模数转换器中，模数转换器基于其分辨率，将输入的放大的电压转换为数字信号。则可以根据放大器和模数转换器对应的参数来确定电流计算方式。

步骤24：利用放大倍数、参考电压、分辨率、数字信号和第一电流，确定采样电阻的真实阻值。

在一些实施例中，可以利用以下公式计算出采样电阻的真实阻值：

其中，R

步骤25：将采样电阻的真实阻值进行存储，以在包含采样电阻的电流回路中，利用采样电阻的真实阻值进行电流采样。

在本实施例中，通过上述方式，求出采样电阻的真实阻值，并在后续对电源网络的电流采样过程中利用真实阻值进行电流采样，无需采用电流补偿的方式，且能够测量更小的电流，提高电流采样的精度。

在一应用场景中，在计算出采样电阻的真实阻值后，校准电阻可以不再和采样电阻串联，可单独使用包含采样电阻的电流回路进行电流采样，具体地，参阅图3，图3是本申请提供的采样电阻的电流校准方法另一实施例的流程示意图。该方法包括：

步骤31：获取采样电阻的第一目标电压。

步骤32：利用放大器对第一目标电压进行放大，得到第二目标电压。

其中，放大器连接采样电阻的一端，用于采集采样电阻对应的第一目标电压。

步骤33：利用模数转换器将第二目标电压转换为数字信号。

其中，模数转换器连接放大器。

步骤34：利用放大器的放大倍数、模数转换器的参考电压、模数转换器的分辨率、数字信号和真实阻值，计算出采样电阻对应的采样电流。

在一些实施例中，可以利用以下公式计算出采样电流：

其中，I

在本实施例中，通过上述方式，利用真实阻值进行电流采样，无需采用电流补偿的方式，且能够测量更小的电流，提高电流采样的精度。

参阅图4，图4是本申请提供的电流采样电路一实施例的结构示意图。该电流采样电路100包括采集模块40和控制模块50。

其中，采集模块40用于连接采样电阻。

控制模块50连接采集模块40，用于获取设定电源网络的第一电流；利用第一电流确定采样电阻的真实阻值；将采样电阻的真实阻值进行存储，以在包含采样电阻的电流回路中，利用采样电阻的真实阻值进行电流采样；其中，校准电阻和采样电阻串联于设定电源网络中。

在本实施例中，通过控制模块50获取设定电源网络的第一电流；其中，校准电阻和采样电阻串联于设定电源网络中；利用第一电流确定采样电阻的真实阻值；将采样电阻的真实阻值进行存储，并在后续对电源网络的电流采样过程中利用真实阻值进行电流采样，能够提高电流采样的精度。

参阅图5，图5是本申请提供的电流采样电路另一实施例的结构示意图。该电流采样电路100包括采集模块40和控制模块50。其中，采集模块40包括放大器41和模数转换器42。

放大器41用于连接采样电阻，获取采样电阻的第一目标电压，对第一目标电压进行放大，得到第二目标电压；其中，第一目标电压为采样电阻在工作电压下产生的。

放大器41可以是运算放大器或者仪表放大器。

模数转换器42连接放大器41，用于将第二目标电压转换为数字信号。

控制模块50还用于利用放大器41的放大倍数、模数转换器42的参考电压、模数转换器42的分辨率、数字信号和真实阻值，计算出采样电阻对应的采样电流。控制模块50可以是处理器。

上述的控制模块50和采集模块40可以一体设置，也可以分开设置。

在一应用场景中，结合图6进行说明：

在电子系统设计的时候在需要测试的电源网络上预留采样电阻，电流流过采样电阻后会产生如图6中的第一目标电压V

第一目标电压V

电源网络上还预留有第一检测接口，第一检测接口与采样电阻并联连接；电流采样电路上设置有第二检测接口，当需要检测电子系统中的电流时，将第一检测接口和第二检测接口对应电连接，第一检测接口为预留在电子系统中的焊盘，第二检测接口为接插件。放大器41用于将采样电阻两端的微小电压差放大之后转变成对地电压。

产生的第二目标电压V

数字信号DATA被控制模块50接收，并经过运算处理可得到流过采样电阻的电流值，最后再输出即可得到电源网络此刻的电流值。

以上过程是电流采样电路100对一个电子系统中电源网络上电流的测量步骤。下面的步骤是电流检测的校准步骤。

以模数转换器42的分辨率为N，如，模数转换器42的转换精度为12位，则N为2

其中，I

若电子系统中电源网络电压为V

其中，I

其中，R

得到采样电阻的真实阻值R

下面介绍下本申请的理论依据：

发明人在长期研究中发现，图6中，V

从而得到I

取中间值

因此，

得到ΔR

通过上述方式，求出采样电阻的真实阻值，并在后续电流采样中利用真实阻值进行电流采样，无需采用电流补偿的方式，且能够测量更小的电流，提高电流采样的精度。

上述电流采样电路100可以设置于电子设备中，以对电子设备的电源网络进行电流采样，在采集的电流超过阈值时，进行相应的处理。

参阅图7，图7是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。该计算机可读存储介质70用于存储计算机程序71，计算机程序71在被处理器执行时，用于实现以下方法：

获取设定电源网络的第一电流；其中，校准电阻和采样电阻串联于设定电源网络中；利用第一电流确定采样电阻的真实阻值；将采样电阻的真实阻值进行存储，以在包含采样电阻的电流回路中，利用采样电阻的真实阻值进行电流采样。

可以理解，计算机程序71在被处理器执行时，该用于实现上述任一实施例提供的方法。

综上，本申请利用校准电阻与采样电阻串联的方式，求出采样电阻的真实阻值，在后续对电源网络的电流采样过程中利用真实阻值进行电流采样，能够提高电流采样的精度。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述其他实施方式中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。