一種電流變送器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電流變送器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電流變送器電路，如圖1所示，其包括電源電路、I/V (電流/電壓)轉(zhuǎn)換電路、整流及濾波電路、V/1 (電壓/電流)轉(zhuǎn)換電路，電流變送器測量的電流通過I/V轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再經(jīng)整流及濾波電路、V/I轉(zhuǎn)換電路輸出。其整流及濾波部分往往把I/V轉(zhuǎn)換來的交流電壓轉(zhuǎn)換為理想的直流電壓信號(hào)，用真有效值轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行處理，其成本較尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種電流變送器，使其結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
一種電流變送器，包括電源電路、Ι/v轉(zhuǎn)換電路、整流及濾波電路、V/I轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述的整流及濾波電路包括四通道運(yùn)放器和電阻電容濾波電路，四通道運(yùn)放器中的甲、乙二個(gè)通道作為整流電路、丙通道作為放大電路，甲通道同向輸入端連接電阻丁后與地相連，Ι/v轉(zhuǎn)換電路輸出端與電阻乙連接后與乙通道反向輸入端連接，I/V轉(zhuǎn)換電路輸出端與電阻甲連接后與甲通道反向輸入端相連，甲通道反向輸入端和二極管甲的負(fù)極之間連接電阻丁，乙通道反向輸入端和二極管乙的負(fù)極之間連接電阻庚；甲通道輸出端連接二極管甲的正極，乙通道輸出端連接二極管乙的正極，二極管甲的負(fù)極和二極管乙的負(fù)極連接在一起，再連接電阻電容濾波電路后接入四通道運(yùn)放器丙通道的同向輸入端，甲、乙、丙三個(gè)通道由同一電源電路供電。
[0005]上述丙通道的輸出端與反向輸入端增加電壓增益電路。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過合理設(shè)置整流及濾波電路，利用4通道放大運(yùn)放器，并合理選擇其中的運(yùn)放通道來簡化結(jié)構(gòu)，減少器件個(gè)數(shù)，從而便于電路設(shè)計(jì)印制板小型化，降低成本。
【附圖說明】
[0007]圖1是現(xiàn)有電流變送器的電路框圖。
[0008]圖2是本發(fā)明實(shí)施例電流變送器整流及濾波電路的電路圖。
[0009]圖3是本發(fā)明實(shí)施例整流及濾波電路前的電壓波形圖。
[0010]圖4是本發(fā)明實(shí)施例整流及濾波電路后的電壓波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0012]如圖2所示，整流及濾波電路采用四通道運(yùn)放器NI，四通道運(yùn)放器NI中的N1A、NlB 二個(gè)通道作為整流電路、NlC通道作為放大電路，NlA通道同向輸入端3腳連接電阻R3后與地相連，輸入信號(hào)經(jīng)電阻R5后與NlB通道反向輸入端5腳連接，與電阻R4連接后與NlA通道反向輸入端2腳相連，NlA通道反向輸入端和二極管VDl的負(fù)極之間連接電阻R 6，NlB通道反向輸入端6和二極管VD2的負(fù)極之間連接電阻R 7 ；N1A通道輸出端I腳連接二極管VDl的正極，NlB通道輸出端7腳連接二極管VD2的正極，二極管VDl的負(fù)極和二極管VD2的負(fù)極連接在一起，再連接電阻電容電阻R8、電容C4、電阻R9、電容C5濾波電路后接入四通道運(yùn)放器中的NlC通道的同向輸入端10腳，三個(gè)通道由同一電源電路15 V供電。
[0013]電流變送器測量的電流通過互感器隔離取樣，把O到幾A的交流電流信號(hào)Iin轉(zhuǎn)換為HiA級(jí)別的小電流信號(hào)，然后通過電阻R1+R2取樣轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)V，也就是圖1中的I/V轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，其中V滿足下面公式:
V=Iin/N*(Rl+R2)................................................(I)
式中V、Iin為均方根值，N為電流互感器線圈匝數(shù)。
[0014]由于電流互感器其帶載能力(即負(fù)載電路Rload)很小，一般為幾百歐姆，因此對應(yīng)的Ι/ν轉(zhuǎn)換后的電壓V—般在幾百mV，且為交流信號(hào)，為此我們在整流&濾波環(huán)節(jié)不但要實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)理想信號(hào)的輸出，同時(shí)還要進(jìn)行電壓的放大，便于后續(xù)電路的處理。
[0015]把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的直流信號(hào)，來實(shí)現(xiàn)有效值輸出，本實(shí)施例中電路使用單電源供電，對圖1中的電源處理部分要求較低，且能減少電源部分成本。
[0016]整流及濾波電路把交流信號(hào)進(jìn)行整流，把交流電壓中小于OV的信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，整流及濾波前后分別見圖3、4，從圖中對比可見整流和濾波效果很好。
[0017]具體工作機(jī)理如下:當(dāng)R1+R2取樣電壓小于OV時(shí)，四通道運(yùn)放NI LM2902DR中通道NlA起作用，3腳電位(參考電壓為0V)大于2腳電位，NlA輸出為正，VDl導(dǎo)通，其輸出電壓增益為-R5/R4 (電路設(shè)計(jì)時(shí)R5=R4，這樣可以把負(fù)電壓進(jìn)行1:1轉(zhuǎn)換為直流信號(hào))；當(dāng)取樣大于O時(shí)，NlB工作，5腳電位電壓按1:1跟隨，VD2導(dǎo)通，由圖3可以看出整流后波形就是把正弦交流波形圖中的“軸下”部分“搬到”軸上，形成脈動(dòng)直流信號(hào)。
[0018]濾波部分采用電阻、電容的二階濾波電路來實(shí)現(xiàn)(R8、C4、R9、C5與NlC構(gòu)成二階低通濾波，使用二階低通濾波電路，可以減少輸出電壓的紋波電壓)，濾波后其輸出電壓只為整流前均方根值的0.9左右，同時(shí)考慮到采樣電壓只有幾百mV，在NlC 9腳與8腳之間增加了電壓增益電路，來提高電壓大小，便于后續(xù)電路進(jìn)行4~20mA信號(hào)處理，其電壓增益為:H = (Rll + RPl)/RlO + 1................................................(2)。
[0019]電壓增益電路為:NlC通道的反向輸入端與地之間連接電阻R10，電阻Rll和可調(diào)電阻RPl串聯(lián)后并聯(lián)在NlC通道的反向輸入端9腳和輸出端8腳。
[0020]NlC通道的反向輸入端9腳和輸出端8腳之間還并聯(lián)電容C7，電容C7起消除運(yùn)放高頻自激作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電流變送器，包括電源電路、Ι/v轉(zhuǎn)換電路、整流及濾波電路、V/I轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述的整流及濾波電路包括四通道運(yùn)放器和電阻電容濾波電路，四通道運(yùn)放器中的甲、乙二個(gè)通道作為整流電路、丙通道作為放大電路，甲通道同向輸入端連接電阻丁后與地相連，Ι/v轉(zhuǎn)換電路輸出端與電阻乙連接后與乙通道反向輸入端連接，I/V轉(zhuǎn)換電路輸出端與電阻甲連接后與甲通道反向輸入端相連，甲通道反向輸入端和二極管甲的負(fù)極之間連接電阻丁，乙通道反向輸入端和二極管乙的負(fù)極之間連接電阻庚；甲通道輸出端連接二極管甲的正極，乙通道輸出端連接二極管乙的正極，二極管甲的負(fù)極和二極管乙的負(fù)極連接在一起，再連接電阻電容濾波電路后接入四通道運(yùn)放器丙通道的同向輸入端，甲、乙、丙三個(gè)通道由同一電源電路供電。
2.如權(quán)利要求1所述的電流變送器，其特征在于:所述丙通道的輸出端與反向輸入端增加電壓增益電路。
3.如權(quán)利要求2所述的電流變送器，其特征在于:所述電壓增益電路為:丙通道的反向輸入端與地之間連接電阻，電阻和可調(diào)電阻串聯(lián)后并聯(lián)在丙通道的反向輸入端腳和輸出端。
【專利摘要】電流變送器，包括電源、I/V轉(zhuǎn)換、整流及濾波、V/I轉(zhuǎn)換，整流及濾波電路包括四通道運(yùn)放器和濾波電路，四通道運(yùn)放器中的甲、乙二個(gè)通道作為整流電路、丙通道作為放大電路，甲通道同向輸入端連接電阻丁后與地相連，I/V轉(zhuǎn)換電路輸出端與電阻乙連接后與乙通道反向輸入端連接，I/V轉(zhuǎn)換電路輸出端與電阻甲連接后與甲通道反向輸入端相連，甲通道反向輸入端和二極管甲負(fù)極之間連接電阻丁，乙通道反向輸入端和二極管乙負(fù)極之間連接電阻庚；甲通道輸出端連接二極管甲正極，乙通道輸出端連接二極管乙正極，二極管甲負(fù)極和二極管乙負(fù)極連接在一起，再連接電阻電容濾波電路后接入四通道運(yùn)放器丙通道的同向輸入端，甲、乙、丙三個(gè)通道由同一電源電路供電。
【IPC分類】H02M7-00
【公開號(hào)】CN104868749
【申請?zhí)枴緾N201510048831
【發(fā)明人】米哲濤, 朱文琴, 朱勝平, 周俊, 關(guān)克, 胡冬青, 曲品
【申請人】寧波南車時(shí)代傳感技術(shù)有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年1月30日