一種用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于應(yīng)急電源領(lǐng)域，具體是一種用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)。市電經(jīng)過AC/AC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后接入由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R6和運(yùn)算放大器U1構(gòu)成的電壓比較電路，AC/AC轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出端與電阻R1連接，另一個(gè)輸出端與相并聯(lián)的電阻R3、電阻R6連接；電阻R1另一端與電阻R4、運(yùn)算放大器U1的同相端組成串聯(lián)；電阻R3與電阻R2串聯(lián)，電阻R2的另一端連接于電阻R1、電阻R4之間，電阻R6與運(yùn)算放大器U1的反相端連接。由于采樣電路中添加了具有濾波、鉗位等功能的輔助電路,對(duì)于外部被采樣電路中的電壓毛刺等干擾可以進(jìn)行消除，輸入最重要的核心部件時(shí)采用了適當(dāng)控制電壓范圍，達(dá)到保護(hù)的目的。
【專利說明】—種用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于應(yīng)急電源領(lǐng)域，具體是一種用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]電能在生產(chǎn)、生活中占有非常重要的地位，為了解決由于供電中斷而帶來的損失，應(yīng)急電源的運(yùn)用也越來越廣泛。應(yīng)急電源投入工作的前提是市電供電中斷或市電出現(xiàn)異常情況。因此應(yīng)急電源中含有對(duì)市電電壓進(jìn)行檢測(cè)的電路，在檢測(cè)到市電出現(xiàn)異常或者市電掉電后，應(yīng)急電源投入工作。
[0003]現(xiàn)有的應(yīng)急電源對(duì)市電的采樣一般采用低壓采樣，市電經(jīng)過變壓器等轉(zhuǎn)換成直流電壓，再經(jīng)過采樣電阻和相關(guān)運(yùn)放電路進(jìn)行采樣，但這種方式的采樣精度比較差，此種方式對(duì)器件的一致性要求較高，不能有效的反映實(shí)際電壓，電壓采樣的電路經(jīng)常出現(xiàn)故障。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)，該市電電壓采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采樣且采樣精度高。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:一種用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)，市電經(jīng)過AC/AC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后接入由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R6和運(yùn)算放大器Ul構(gòu)成的電壓比較電路，AC/AC轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出端與電阻Rl連接，另一個(gè)輸出端與相并聯(lián)的電阻R3、電阻R6連接；
[0006]電阻Rl另一端與電阻R4、運(yùn)算放大器Ul的同相端組成串聯(lián)；電阻R3與電阻R2串聯(lián)，電阻R2的另一端連接于電阻R1、電阻R4之間，電阻R6與運(yùn)算放大器Ul的反相端連接；
[0007]運(yùn)算放大器Ul的同相端與輸出端之間并聯(lián)有電容Cl和電阻R7，電阻R7依次與電阻R5、直流電源Vcl串聯(lián)；
[0008]運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接電阻R8,最后輸出Vout。
[0009]進(jìn)一步的，運(yùn)算放大器Ul的輸出端具有通過二極管Dl和二極管D2組成的鉗位電路。
[0010]進(jìn)一步的，直流電源Vcl通過由電源Vcc、穩(wěn)壓源TL431、電阻R9、電阻RlO、電阻Rl1、運(yùn)算放大器U2和電容C2構(gòu)成的偏置電壓產(chǎn)生電路提供，電源Vcc依次與電阻R9、穩(wěn)壓源TL431連接，穩(wěn)壓源TL431通過電容C2接地，穩(wěn)壓源TL431分別與電阻R10、運(yùn)算放大器U2的同相端連接，電阻RlO與運(yùn)算放大器U2的反相端連接，運(yùn)算放大器U2的反相端與輸出端之間并聯(lián)有電阻Rl I，運(yùn)算放大器UI的輸出端連接直流電源Vc I。
[0011]進(jìn)一步的，電源Vcc提供的電源電壓為12V，直流電源Vcl提供的偏置電壓為-1.5V。
[0012]本實(shí)用新型的用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果表現(xiàn)在:[0013]I)、本實(shí)用新型的用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)，是由少量、簡單的元器件構(gòu)成，成本低、易操作，且具有實(shí)時(shí)性。被檢測(cè)的交流電壓通過變壓器降壓和隔離可以達(dá)到保護(hù)后端電路的安全與降低干擾，保證后續(xù)采樣的一個(gè)準(zhǔn)確性。
[0014]2)、本實(shí)用新型的用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)，采樣電路中添加了具有濾波、鉗位等功能的輔助電路，對(duì)于外部被采樣電路中的電壓毛刺等干擾可以進(jìn)行消除，輸入最重要的核心部件時(shí)采用了適當(dāng)控制電壓范圍，達(dá)到保護(hù)的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
[0016]圖2是偏置電壓產(chǎn)生電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0018]請(qǐng)參閱圖1，市電經(jīng)過一個(gè)AC/AC轉(zhuǎn)換器變換后得到合適的交流電壓，經(jīng)過一個(gè)電壓比較電路，電壓比較電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R6和運(yùn)算放大器Ul構(gòu)成。
[0019]AC/AC轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出端與電阻Rl連接，另一個(gè)輸出端與相并聯(lián)的電阻R3、電阻R6連接。電阻Rl另一端與電阻R4、運(yùn)算放大器Ul的同相端組成串聯(lián)。電阻R3與電阻R2串聯(lián)，電阻R2的另一端連接于電阻R1、電阻R4之間，電阻R6與運(yùn)算放大器Ul的反相端連接。
[0020]運(yùn)算放大器Ul的同相端與輸出端之間并聯(lián)有電容Cl和電阻R7，電阻R7依次與電阻R5、直流電源Vcl串聯(lián)。考慮到運(yùn)算放大器Ul的頻率特性和轉(zhuǎn)換速率等交流特性不及直流特性，所以由一個(gè)電容Cl與運(yùn)算放大器Ul組成一個(gè)具有抗混疊功能的有源抗低通濾波器，用來衰減高頻噪聲，防止輸入信號(hào)頻率高時(shí)，轉(zhuǎn)換速率不足而發(fā)生失真，將一部分交流變成了直流成分。并對(duì)后續(xù)輸出起到消除干擾，提高精度的作用，保證了采樣電路的可靠性。
[0021]電阻R5—端與有源抗低通濾波器串聯(lián)，另一端接直流電源Vcl，根據(jù)其偏移量，直流電源Vcl為直流-1.5V，運(yùn)算放大器Ul輸出端接電阻R8。
[0022]為防止溢出，在運(yùn)算放大器Ul輸出端前加上一個(gè)鉗位電路，鉗位電路由二極管D1、D2組成最后輸出Vout。保證了輸出的穩(wěn)定性，并具有過壓保護(hù)的功能。鉗位電路可以達(dá)到保護(hù)采樣電路的目的，且成本地、易于實(shí)現(xiàn)。
[0023]市電AC經(jīng)過AC/AC變換后后仍是交流信號(hào)，而DSP自帶有A/D轉(zhuǎn)換器輸入電壓為O?3V單極性轉(zhuǎn)換器，必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制才能夠輸入A/D轉(zhuǎn)換器，調(diào)制主要由濾波電路、偏置電路等組成，通過調(diào)整電阻值可以改變系統(tǒng)偏置電壓大小，從而使其處于0.5?2.5V而非O?3V，防止由于系統(tǒng)的沖擊對(duì)DSP芯片的損壞。Vout輸入A/D電平轉(zhuǎn)換通道變成直流電壓信號(hào)后，在送入控制板，并作出相應(yīng)的動(dòng)作。由于A/D轉(zhuǎn)換器參考電壓為3V，所以偏移量取1.5V即Vcl為-1.5V。
[0024]直流電源Vcl為直流偏置電壓，通過由電源VccJlOKJI TL431、電阻R9、電阻R10、電阻R11、運(yùn)算放大器U2和電容C2構(gòu)成的偏置電壓產(chǎn)生電路提供-1.5V偏置電壓。請(qǐng)參閱圖2，電源Vcc依次與電阻R9、穩(wěn)壓源TL431連接，穩(wěn)壓源TL431通過電容C2接地，穩(wěn)壓源TL431分別與電阻R10、運(yùn)算放大器U2的同相端連接，電阻RlO與運(yùn)算放大器U2的反相端連接，運(yùn)算放大器U2的反相端與輸出端之間并聯(lián)有電阻R11，運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接直流電源Vcl。
[0025]電源Vcc提供穩(wěn)定的12V電源，穩(wěn)壓源TL431提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓源與電源Vcc經(jīng)過一個(gè)反相電路輸出一個(gè)負(fù)電壓，使得在電壓米樣過程中能夠得到一個(gè)穩(wěn)定負(fù)的偏移電壓。穩(wěn)壓源TL431的應(yīng)用提高了輸出偏移電壓的穩(wěn)定性，提高了采樣電路的精度。
[0026]以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于應(yīng)急電源的市電電壓米樣系統(tǒng)，其特征在于: 市電經(jīng)過AC/AC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后接入由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R6和運(yùn)算放大器Ul構(gòu)成的電壓比較電路,AC/AC轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出端與電阻Rl連接，另一個(gè)輸出端與相并聯(lián)的電阻R3、電阻R6連接； 電阻Rl另一端與電阻R4、運(yùn)算放大器Ul的同相端組成串聯(lián)；電阻R3與電阻R2串聯(lián)，電阻R2的另一端連接于電阻R1、電阻R4之間，電阻R6與運(yùn)算放大器Ul的反相端連接； 運(yùn)算放大器Ul的同相端與輸出端之間并聯(lián)有電容Cl和電阻R7，電阻R7依次與電阻R5、直流電源Vcl串聯(lián)； 運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接電阻R8，最后輸出Vout。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)，其特征在于:運(yùn)算放大器Ul的輸出端具有通過二極管Dl和二極管D2組成的鉗位電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)，其特征在于:直流電源Vcl通過由電源Vcc、穩(wěn)壓源TL431、電阻R9、電阻RlO、電阻Rl1、運(yùn)算放大器U2和電容C2構(gòu)成的偏置電壓產(chǎn)生電路提供，電源Vcc依次與電阻R9、穩(wěn)壓源TL431連接，穩(wěn)壓源TL431通過電容C2接地，穩(wěn)壓源TL431分別與電阻R10、運(yùn)算放大器U2的同相端連接，電阻RlO與運(yùn)算放大器U2的反相端連接，運(yùn)算放大器U2的反相端與輸出端之間并聯(lián)有電阻R11，運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接直流電源Vcl。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于應(yīng)急電源的市電電壓采樣系統(tǒng)，其特征在于:電源Vcc提供的電源電壓為12V，直流電源Vcl提供的偏置電壓為-1.5V。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK203825079SQ201420086775
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】李多山, 葉澎湃 申請(qǐng)人:合肥聯(lián)信電源有限公司