一種高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路，該電路包括依次順序連接的電壓檢測(cè)電路、差分放大電路、光耦隔離電路、電壓跟隨電路和限幅濾波電路；電壓檢測(cè)電路與母線電壓連接，限幅濾波電路與DSP連接。本發(fā)明首先由采用串聯(lián)分壓原理的電壓檢測(cè)電路將母線電壓信號(hào)分壓成小信號(hào)，同時(shí)由差分放大電路對(duì)電壓信號(hào)再進(jìn)行放大，并經(jīng)光耦隔離電路進(jìn)行隔離處理，再由電壓跟隨電路對(duì)電壓信號(hào)跟蹤，增加信號(hào)的負(fù)載能力，最后經(jīng)過限幅濾波電路送往DSP處理。該電路簡(jiǎn)單，安全可靠，抗干擾能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)并能準(zhǔn)確反映被測(cè)量值。
【專利說(shuō)明】—種高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，新型的高頻除塵電源應(yīng)運(yùn)而生，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的有效控制，必然離不開對(duì)電源信號(hào)的檢測(cè)，而由于高頻高壓電源的電場(chǎng)與磁場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，干擾嚴(yán)重，對(duì)元器件的選型和電路的抗干擾能力要求高，目前常用的信號(hào)檢測(cè)電路已經(jīng)很難達(dá)到對(duì)信號(hào)的檢測(cè)要求，抗干擾能力弱，測(cè)量信號(hào)范圍小，很難適應(yīng)高頻高壓電源的電場(chǎng)與磁場(chǎng)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有的高頻除塵電源信號(hào)檢測(cè)電路所存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路，該電路采用串聯(lián)電阻分壓的原理對(duì)高頻高壓電源的母線電壓進(jìn)行采樣，模擬電路對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，將電壓信號(hào)進(jìn)行差分放大后經(jīng)過光耦電路進(jìn)行隔離處理，將模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)隔離，減少互相影響，再將隔離后的電壓信號(hào)經(jīng)過跟隨電路處理，增加帶負(fù)載能力，最后經(jīng)過濾波穩(wěn)壓處理送入DSP，能對(duì)高頻除塵電源的母線電壓進(jìn)行有效檢測(cè)。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路，其特征在于:該電路包括依次順序連接的電壓檢測(cè)電路、差分放大電路、光耦隔離電路、電壓跟隨電路和限幅濾波電路；電壓檢測(cè)電路與母線電壓連接，限幅濾波電路與DSP連接。
[0005]所述的母線電壓檢測(cè)電路，其中電阻R1、R3的電阻值大于電阻R2的電阻值。將兩個(gè)大電阻Rl、R3和一個(gè)小電阻R2串聯(lián)后并聯(lián)在母線電壓兩端，對(duì)母線電壓分壓，并對(duì)R2兩端的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，在R2兩端并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管Tl以防止電子電路受到浪涌脈沖的損壞，并聯(lián)濾波電容Cl對(duì)采集到的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理。
[0006]所述的差分放大電路包括:運(yùn)算放大器U11、電阻R4-R7、電容C2、C3，其中:電阻R4與運(yùn)算放大器Ul I負(fù)相相連，電阻R5與運(yùn)算放大器Ul I正相相連，電阻R7 —端接運(yùn)算放大器Ull正相一端接模擬地，電阻R6接在運(yùn)算放大器Ull的負(fù)相與輸出端之間，電容C2、C3分別與運(yùn)算放大器的供電電源相連并接模擬地，起到濾波的作用，電阻R4、R5、R6、R7四個(gè)電阻阻值相等，對(duì)電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)等壓放大，差分放大電路對(duì)共模干擾有很好的抑制作用，增加電路的穩(wěn)定性和可靠性。
[0007]所述的光耦隔離電路包括:運(yùn)算放大器U12、U31、光耦U2、電阻R8-R10和電容C4-C7其中:電阻R8與運(yùn)算放大器U12負(fù)相連接，電容C4并聯(lián)在運(yùn)算放大器U12的負(fù)相與輸出端之間，起到降噪的作用，電阻R9連接運(yùn)算放大器U12輸出端與光耦U2的I號(hào)引腳，運(yùn)算放大器U12正相與光耦U2的4號(hào)引腳連接并接模擬地，光耦U2的3號(hào)引腳與運(yùn)算放大器U12的負(fù)相相連，電容C5與電阻RlO并聯(lián)后接在運(yùn)算放大器U31輸出端與負(fù)相之間，光耦U2的5腳與運(yùn)算放大器U31的正相接數(shù)字地，實(shí)現(xiàn)母線電壓檢測(cè)電路與控制器隔離，電容C6、C7對(duì)芯片的供電電源進(jìn)行濾波，提高芯片的工作穩(wěn)定性。
[0008]所述的電壓跟隨電路包括:運(yùn)算放大器U32，其中:運(yùn)算放大器U32的輸出端與負(fù)相相連，正相接輸入電壓，實(shí)現(xiàn)1:1放大，電壓跟隨電路輸入電阻近似無(wú)限大，輸出電阻近似無(wú)窮小，增加了負(fù)載能力，也起到了一定的隔離的作用。
[0009]所述的限幅濾波電路包括:穩(wěn)壓二極管Dl、電阻Rl I和電容C8，其中電容C8和穩(wěn)壓二極管Dl并聯(lián)后，一端接數(shù)字地另一端和電阻Rll相連，電阻Rll和電容CS組成低通濾波器，穩(wěn)壓二極管Dl起到限幅的作用，使輸出的信號(hào)更加平滑可靠，經(jīng)過處理后的電壓信號(hào)直接送入DSP控制器。
[0010]本發(fā)明所用方法如下:首先由采用串聯(lián)分壓原理的電壓檢測(cè)電路將母線電壓信號(hào)分壓成小信號(hào)，同時(shí)由差分放大電路對(duì)電壓信號(hào)再進(jìn)行放大，并經(jīng)光耦隔離電路進(jìn)行隔離處理，再由電壓跟隨電路對(duì)電壓信號(hào)跟蹤，增加信號(hào)的負(fù)載能力，最后經(jīng)過限幅濾波電路送往DSP處理。
[0011]與現(xiàn)在技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:第一、用模擬電路對(duì)高頻高壓電源的母線電壓進(jìn)行處理，電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；第二、通過模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的隔離，大大的減少了外部的干擾，增加檢測(cè)信號(hào)的實(shí)用性；第三、經(jīng)過穩(wěn)壓濾波電路處理后的電壓信號(hào)可直接送給DSP處理，第四、本電路有很好的抗干擾能力，電路在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中取得了很好的效果O
[0012]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖1和圖2對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示，本實(shí)施例包括:依次順序連接的電壓檢測(cè)1、差分放大電路2、光耦隔離電路3、電壓跟隨電路4、限幅濾波電路5。電壓檢測(cè)電路與母線電壓連接，限幅濾波電路與DSP連接。
[0016]圖2是本發(fā)明的電路原理圖。母線電壓檢測(cè)電路中，將兩個(gè)大電阻Rl、R3和一個(gè)小電阻R2串聯(lián)后并聯(lián)在母線電壓兩端，對(duì)母線電壓分壓，并對(duì)R2兩端的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，在R2兩端并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管Tl和濾波電容Cl，電容Cl主要起到濾波降噪的作用，瞬態(tài)抑制二極管Tl可以有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。
[0017]差分放大電路包括:電阻R4與運(yùn)算放大器Ull (型號(hào)AD8034)負(fù)相相連，電阻R5與運(yùn)算放大器Ull (型號(hào)AD8034)正相相連，電阻R7 —端接運(yùn)算放大器Ull (型號(hào)AD8034)正相一端接模擬地，電阻R6接在運(yùn)算放大器Ull (型號(hào)AD8034)的負(fù)相與輸出端之間，電容C2、C3分別與運(yùn)算放大器的供電電源相連并接模擬地，起到濾波的作用，電阻R4、R5、R6、R7四個(gè)電阻阻值相等，對(duì)電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)等壓放大，差分放大電路對(duì)共模干擾有很好的抑制作用，增加電路的穩(wěn)定性。[0018]光耦隔離電路包括:電阻R8與運(yùn)算放大器U12 _號(hào)AD8034)負(fù)相連接，電容C4并聯(lián)在運(yùn)算放大器U12 (型號(hào)AD8034)的負(fù)相與輸出端之間，起到降噪的作用，電阻R9連接運(yùn)算放大器U12 (型號(hào)AD8034)輸出端與光耦U2(型號(hào)HCNR201)的I號(hào)引腳，運(yùn)算放大器U12(型號(hào)AD8034)正相與光耦U2(型號(hào)HCNR201)的4號(hào)引腳連接并接模擬地，光耦U2 (型號(hào)HCNR201)的3號(hào)引腳與運(yùn)算放大器U12 (型號(hào)AD8034)的負(fù)相相連，電容C5與電阻RlO并聯(lián)后接在運(yùn)算放大器U31 (型號(hào)AD8034)輸出端與負(fù)相之間，光耦U2(型號(hào)HCNR201)的5腳與運(yùn)算放大器U31 (型號(hào)AD8034)的正相接數(shù)字地，實(shí)現(xiàn)母線電壓檢測(cè)電路與控制器隔離，電容C6、C7對(duì)芯片的供電電源進(jìn)行濾波，提高芯片的工作穩(wěn)定性。
[0019]電壓跟隨電路包括:運(yùn)算放大器U32 _號(hào)AD8034)的輸出端與負(fù)相相連，正相接輸入電壓，實(shí)現(xiàn)1:1放大，電壓跟隨電路輸入電阻近似無(wú)限大，輸出電阻近似無(wú)窮小，增加了負(fù)載能力，也起到了一定的隔離的作用。
[0020]限幅濾波電路包括:其中電容CS和穩(wěn)壓二極管Dl并聯(lián)后，一端接數(shù)字地另一端和電阻Rll相連，電阻Rll和電容CS組成低通濾波器，穩(wěn)壓二極管Dl起到限幅的作用，使輸入信號(hào)更加平滑可靠，經(jīng)過處理后的電壓信號(hào)直接送入DSP控制器。
[0021]本發(fā)明首先由采用串聯(lián)分壓原理的電壓檢測(cè)電路將母線電壓信號(hào)分壓成小信號(hào)，同時(shí)由差分放大電路對(duì)電壓信號(hào)再進(jìn)行放大，并經(jīng)光耦隔離電路進(jìn)行隔離處理，再由電壓跟隨電路對(duì)電壓信號(hào)跟蹤，增加信號(hào)的負(fù)載能力，最后經(jīng)過限幅濾波電路送往DSP處理。為了減少電路間的相互干擾，本發(fā)明采用了不同的電源供電，同時(shí)，模擬地與數(shù)字地分開，其中V1、V2的大小都為12V，U11與U12、U31與U32分別集成在一個(gè)芯片中，采用同一個(gè)電源給芯片供電。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路，其特征在于:該電路包括依次順序連接的電壓檢測(cè)電路(I)、差分放大電路(2)、光耦隔離電路(3)、電壓跟隨電路(4)和限幅濾波電路(5);電壓檢測(cè)電路(I)與母線電壓連接，限幅濾波電路(5)與DSP連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路，其特征在于:所述的電壓檢測(cè)電路中，電阻Rl、R2、R3串聯(lián)后并聯(lián)在母線電壓兩端，對(duì)母線電壓分壓，并在R2兩端并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管Tl和濾波電容Cl，對(duì)R2兩端的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，其中電阻Rl、R3的電阻值大于電阻R2的電阻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路，其特征在于:所述的差分放大電路包括:運(yùn)算放大器仍1、電阻1?4-1?7、電容02工3，其中:電阻R4與運(yùn)算放大器UlI負(fù)相相連，電阻R5與運(yùn)算放大器Ull正相相連，電阻R7 —端接運(yùn)算放大器Ull正相一端接模擬地，電阻R6接在運(yùn)算放大器Ull的負(fù)相與輸出端之間，電容C2、C3分別與運(yùn)算放大器的供電電源相連并接模擬地，起到濾波的作用，電阻R4、R5、R6、R7四個(gè)電阻阻值相等，差分放大電路對(duì)電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)等壓放大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路，其特征在于:所述的光耦隔離電路包括:運(yùn)算放大器U12、U31、光耦U2、電阻R8-R10和電容C4-C7其中:電阻R8與運(yùn)算放大器U12負(fù)相連接，電容C4并聯(lián)在運(yùn)算放大器U12的負(fù)相與輸出端之間，起到降噪的作用，電阻R9連接運(yùn)算放大器U12輸出端與光耦U2的I號(hào)引腳，運(yùn)算放大器U12正相與光耦U2的4號(hào)引腳連接并接模擬地，光耦U2的3號(hào)引腳與運(yùn)算放大器U12的負(fù)相相連，電容C5與電阻RlO并聯(lián)后接在運(yùn)算放大器U31輸出端與負(fù)相之間，光耦U2的5腳與運(yùn)算放大器U31的正相接數(shù)字地，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的隔離，減少了信號(hào)干擾，電容C6、C7對(duì)芯片的供電電源進(jìn)行濾波，提高芯片的工作穩(wěn)定性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路，其特征在于:所述的電壓跟隨電路只包括:運(yùn)算放大器U32，其中:運(yùn)算放大器U32的輸出端與負(fù)相相連，正相接輸入電壓，實(shí)現(xiàn)1:1放大，電壓跟隨電路輸入電阻大輸出電阻小，增加了負(fù)載能力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻除塵電源的母線電壓檢測(cè)電路，其特征在于:所述的限幅濾波電路包括:穩(wěn)壓二極管D1、電阻Rll和電容CS，其中電容CS和穩(wěn)壓二極管Dl并聯(lián)后，一端接數(shù)字地另一端和電阻Rll相連，電阻Rll和電容CS組成低通濾波器，穩(wěn)壓二極管Dl起到限幅的作用，共同作用使輸出信號(hào)更加平滑可靠。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK103760403SQ201410033619
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】陳 峰, 張磊, 曾慶軍, 孫國(guó)平 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江天力變壓器有限公司