CN101806818A

CN101806818A - 隔离型阵列式电压信号源电路

Info

Publication number: CN101806818A
Application number: CN 201010129827
Authority: CN
Inventors: 涂水林; 顾启民; 杨云飞; 谢启
Original assignee: Changshu Institute of Technology
Current assignee: Jiangsu Trigiant Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: CN101806818B

Abstract

一种隔离型阵列式电压信号源电路，属于检测技术领域。它包括线性校准电路、电流源电路和高精度电流变换器阵列，外接电压信号输入线性校准电路，线性校准电路输出电压信号给电流源电路，电流源电路输出电流信号给高精度电流变换器阵列。优点：通过上述技术方案实现的隔离型阵列式电压信号源，由于采用了具有隔离性能的高精度电流变换器，使多个电压输出信号完全独立隔离，具有可靠、价廉、精度高的特点，用于多工位产品测试领域能进一步提高检验系统的可靠性和测试精度，提高生产效率，降低生产成本。

Description

隔离型阵列式电压信号源电路

技术领域

本发明涉及的是一种检测技术领域的电路，具体地说，是一种隔离型阵列式电压信号源电路。

背景技术

万能式断路器是用于接通、分断电力系统及对设备出现过载、欠压、短路和接地故障等各种故障进行保护控制的一种开关器件。随着电力系统和用户对产品主要性能与功能要求的不断提高，智能型万能式断路器的应用越来越广泛。它的核心是其内部的控制器单元，万能式断路器的各项保护控制就是通过其内部核心单元——控制器来实现的。在万能式断路器的生产过程中，对其控制器进行检测是十分必要的。对于大批量控制器的检测，为了提高测试效率，充分发挥测试系统潜力，采用多工位并行测试是一个非常有效的方法。传统的多工位并行测试电压信号源与单工位测试信号源基本相同，即由计算机控制数模转换器DAC输出正弦电压信号，再经功率放大后连接至多个被测试品。由于各工位被测试品的信号输入端以并联方式连接至信号源的输出端，使得传统信号源存在以下不足：(1)在被测试品信号输入端输入阻抗不高的条件下，由于功率放大电路所接负载阻抗的不同，将使得满工位测试与非满工位测试时信号源输出电压不同，信号源输出精度不高；(2)由于不具隔离性能，如果某件被测试品信号输入端存在短路故障，将可能导致电压信号源或其他测试品损坏。(3)传统信号源只能满足信号输入端可共地的多工位产品测试需要，不能满足信号输入端浮地的多工位测试品测试需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种隔离型阵列式电压信号源电路，使其可靠、价廉、精度高，满足对多工位测试品测试的需要。

本发明的目的是这样实现的，一种隔离型阵列式电压信号源电路，它包括线性校准电路、电流源电路和高精度电流变换器阵列，外接电压信号输入线性校准电路，线性校准电路输出电压信号给电流源电路，电流源电路输出电流信号给高精度电流变换器阵列。

本发明所述的线性校准电路由A、B和C三相电路组成，A相电路由电阻R1和可调电阻W1、W2组成，电阻R1的一端与外接电压信号UIa连接，电阻R1的另一端与可调电阻W1的一端连接，可调电阻W1的另一端与可调电阻W2的一端连接，可调电阻W1的调节端与A相电流源电路连接，可调电阻W2的另一端和调节端共同接地；B相电路由电阻R2和可调电阻W3、W4组成，电阻R2的一端与外接电压信号UIb连接，电阻R2的另一端与可调电阻W3的一端连接，可调电阻W3的另一端与可调电阻W4的一端连接，可调电阻W3的调节端与B相电流源电路连接，可调电阻W4的另一端和调节端共同接地；C相电路由电阻R3和可调电阻W5、W6组成，电阻R3的一端与外接电压信号UIc连接，电阻R3的另一端与可调电阻W5的一端连接，可调电阻W5的另一端与可调电阻W6的一端连接，可调电阻W5的调节端与C相电流源电路连接，可调电阻W6的另一端和调节端共同接地。

本发明所述的电流源电路由A、B和C三相电流源电路组成，A相电流源电路由电阻R4、R7、R10、R13、R16、R21、R22、电容C1、C4、C7、继电器J1、J4和芯片A1、U1组成，电阻R4和电容C1的一端与可调电阻W1的调节端连接，电容C1的另一端与电阻R7的一端和芯片A1的1脚连接，电阻R10和R13的一端与芯片A1的2脚连接，电阻R10的另一端与电容C4的一端连接，电阻R13的另一端、电阻R16的一端和芯片A1的4脚与继电器J1和J4的一触头连接，电阻R16的另一端与电容C7的一端连接，继电器J1线圈的一端与芯片U1的18脚连接，继电器J4线圈的一端与芯片U1的15脚连接，继电器J1的另一触头与高精度电流变换器阵列的A列高精度电流变换器的首个高精度变换器连接，电阻R21的一端与高精度电流变换器阵列的A列高精度电流变换器的末个高精度电流变换器连接，继电器J4的另一触头与高精度电流变换器陈列的N列高精度电流变换器的首个高精度电流变换器连接，电阻R22的一端与高精度电流变换器阵列的N列高精度电流变换器的末个高精度电流变换器连接，继电器J1、J4线圈的另一端、芯片A1的5脚和芯片U1的10脚接直流电源+12V，芯片A1的3脚接直流电源-12V，芯片U1的1脚端口I/O1和4脚端口I/O4接上位机，电阻R4、R7和电容C4、C7的另一端共同接地；B相电流源电路由电阻R5、R8、R11、R14、R17、R20、电容C2、C5、C8、继电器J2和芯片A2、U1组成，电阻R5和电容C2的一端与可调电阻W3的调节端连接，电容C2的另一端与电阻R8的一端和芯片A2的1脚连接，电阻R11和R14的一端与芯片A2的2脚连接，电阻R11的另一端与电容C5的一端连接，电阻R14的另一端、电阻R17的一端和芯片A2的4脚与继电器J2的一触头连接，电阻R17的另一端与电容C8的一端连接，继电器J2线圈的一端与芯片U1的17脚连接，继电器J2的另一触头与高精度电流变换器阵列的B列高精度电流变换器的首个高精度电流变换器连接，电阻R20的一端与高精度电流变换器陈列的B列高精度电流变换器的末个高精度电流变换器连接，继电器J2线圈的另一端、芯片A2的5脚接直流电源+12V，芯片A2的3脚接直流电源-12V，芯片U1的2脚端口I/O2接上位机，电阻R5、R8和电容C5、C8的另一端共同接地；C相电流源电路由电阻R6、R9、R12、R15、R18、R19、电容C3、C6、C9、继电器J3和芯片A3、U1组成，电阻R6和电容C3的一端与可调电阻W5的调节端连接，电容C3的另一端与电阻R9的一端和芯片A3的1脚连接，电阻R12和R15的一端与芯片A3的2脚连接，电阻R12的另一端与电容C6的一端连接，电阻R15的另一端、电阻R18的一端和芯片A3的4脚与继电器J3的一触头连接，电阻R18的另一端与电容C9的一端连接，继电器J3线圈的一端与芯片U1的16脚连接，继电器J3的另一触头与高精度电流变换器阵列的C列高精度电流变换器的首个高精度电流变换器连接，电阻R19的一端与高精度电流变换器阵列的C列高精度电流变换器的末个高精度电流变换器连接，继电器J3线圈的另一端、芯片A3的5脚接直流电源+12V，芯片A3的3脚接直流电源-12V，芯片U1的3脚端口I/O3接上位机，电阻R6、R9和电容C6、C9的另一端共同接地，其中芯片A1、A2和A3为LM1875，芯片U1为ULN2803。

本发明所述的电阻R19、R20、R21和R22为锰铜丝电阻。

本发明所述的高精度电流变换器阵列由A、B、C和N列电流变换器组成，每列的高精度电流变换器中的各个高精度电流变换器的输入端串联连接，各个高精度电流变换器的输出端接被测试品。

本发明所述的高精度电流变换器为在高精度电流互感器的输出端并联一电阻。

本发明具有的优点和积极效果是：通过上述技术方案实现的隔离型阵列式电压信号源，由于采用了具有隔离性能的高精度电流变换器，使多个电压输出信号完全独立隔离，具有可靠、价廉、精度高的特点，用于多工位产品测试领域能进一步提高检验系统的可靠性和测试精度，提高生产效率，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明的电路原理框图。

图2是本发明的电路原理图。

图3是高精度电流变换器的电路原理图。

具体实施方式

参见图1，本发明包括：线性校准电路、电流源电路、高精度电流变换器阵列三个部分。电压信号源的电压信号输入线性校准电路、线性校准电路输出电压信号给电流源电路，电流源电路输出电压信号给高精度电流变换器阵列。

参见图2，所述的电流源电路分为A、B、C三相，A、B、C三相电流源对应的线性校准电路的输入是整个隔离型阵列式电压信号源电路的输入。由高精度电流变换器阵列输出电压信号，所产生的电压信号分为A、B、C、N四相，每相均由多个串联的同类高精度电流变换器输出相互隔离的、大小相位均相同的电压信号。

所述的各相对应的线性校准电路，由一个定值电阻和两个阻值不等的可调电阻构成，A相由电阻R1、可调电阻W1、W2组成，B相由电阻R2、可调电阻W3、W4组成，C相由电阻R3、可调电阻W5、W6组成，电阻R1、R2、R3的一端作为整个隔离型阵列式电压信号源电路的输入，电阻R1、R2、R3的另一端接分别接可调电阻W1、W3、W5的一端，可调电阻W1、W3、W5的另一端分别连接可调电阻W2、W4、W6的一端，可调电阻W1、W3、W5的调节端作为线性校准电路的输出，与各相对应的电流源电路输入端分别连接，可调电阻W2、W4、W6的调节端与其自身的另一端分别相连并接地。隔离型阵列式电压信号源电路的输入信号为正弦电压信号。

R19、R20、R21和R22为锰铜丝电阻，其温度系数较小。

由芯片U1控制继电器触点的吸合与断开，端口I/O1控制继电器J1，端口I/O2控制继电器J2，端口I/O3控制继电器J3，端口I/O4控制继电器J4，当端口I/O为高电平时，其对应继电器线圈得电，触点吸合；当端口I/O为低电平时，其对应继电器线圈失电，触点断开。所述的上位机的端口I/O可以是单片机的端口I/O，也可以是基于PCI总线的数据采集卡的端口I/O。

所述的高精度电流变换器阵列其排列方式为：高精度电流变换器排成一列，高精度电流变换器

排成一列，高精度电流变换器

排成一列，高精度电流变换器

排成一列，高精度电流变换器

排成一行，高精度电流变换器

排成一行，高精度电流变换器

排成一行，高精度电流变换器

排成一行，高精度电流变换器

排成一行，每列的5个高精度电流变换器的输入端串联连接，每行的4个高精度电流变换器的输出端可汇总到一个8针的接线端子上，输出4路相互独立隔离的测试信号，每个高精度电流变换器的输出可供多工位测试品测试或科学试验使用。

参见图3，高精度电流变换器为在高精度互感器输出端并联一电阻，实现I/V变换。

本发明的校准方法：电压信号源由计算机控制数模转换器DAC或直接由信号发生器输出正弦电压信号，分别接入隔离型阵列式电压信号源电路的输入端UIa、UIb、UIc，用高精度万用表测量对应电流变换器输出，分别调节可调电阻W1(粗调)、W2(细调)或W3(粗调)、W4(细调)或W5(粗调)、W6(细调)使对应电流变换器输出所需电压。

Claims

1.一种隔离型阵列式电压信号源电路，其特征在于它包括线性校准电路、电流源电路和高精度电流变换器阵列，外接电压信号输入线性校准电路，线性校准电路输出电压信号给电流源电路，电流源电路输出电流信号给高精度电流变换器阵列。

2.根据权利要求1所述的隔离型阵列式电压信号源电路，其特征在于所述的线性校准电路由A、B和C三相电路组成，A相电路由电阻R1和可调电阻W1、W2组成，电阻R1的一端与外接电压信号UIa连接，电阻R1的另一端与可调电阻W1的一端连接，可调电阻W1的另一端与可调电阻W2的一端连接，可调电阻W1的调节端与A相电流源电路连接，可调电阻W2的另一端和调节端共同接地；B相电路由电阻R2和可调电阻W3、W4组成，电阻R2的一端与外接电压信号UIb连接，电阻R2的另一端与可调电阻W3的一端连接，可调电阻W3的另一端与可调电阻W4的一端连接，可调电阻W3的调节端与B相电流源电路连接，可调电阻W4的另一端和调节端共同接地；C相电路由电阻R3和可调电阻W5、W6组成，电阻R3的一端与外接电压信号UIc连接，电阻R3的另一端与可调电阻W5的一端连接，可调电阻W5的另一端与可调电阻W6的一端连接，可调电阻W5的调节端与C相电流源电路连接，可调电阻W6的另一端和调节端共同接地。

3.根据权利要求1所述的隔离型阵列式电压信号源电路，其特征在于所述的电流源电路由A、B和C三相电流源电路组成，A相电流源电路由电阻R4、R7、R10、R13、R16、R21、R22、电容C1、C4、C7、继电器J1、J4和芯片A1、U1组成，电阻R4和电容C1的一端与可调电阻W1的调节端连接，电容C1的另一端与电阻R7的一端和芯片A1的1脚连接，电阻R10和R13的一端与芯片A1的2脚连接，电阻R10的另一端与电容C4的一端连接，电阻R13的另一端、电阻R16的一端和芯片A1的4脚与继电器J1和J4的一触头连接，电阻R16的另一端与电容C7的一端连接，继电器J1线圈的一端与芯片U1的18脚连接，继电器J4线圈的一端与芯片U1的15脚连接，继电器J1的另一触头与高精度电流变换器阵列的A列高精度电流变换器的首个高精度变换器连接，电阻R21的一端与高精度电流变换器阵列的A列高精度电流变换器的末个高精度电流变换器连接，继电器J4的另一触头与高精度电流变换器陈列的N列高精度电流变换器的首个高精度电流变换器连接，电阻R22的一端与高精度电流变换器阵列的N列高精度电流变换器的末个高精度电流变换器连接，继电器J1、J4线圈的另一端、芯片A1的5脚和芯片U1的10脚接直流电源+12V，芯片A1的3脚接直流电源-12V，芯片U1的1脚端口I/01和4脚端口I/04接上位机，电阻R4、R7和电容C4、C7的另一端共同接地；B相电流源电路由电阻R5、R8、R11、R14、R17、R20、电容C2、C5、C8、继电器J2和芯片A2、U1组成，电阻R5和电容C2的一端与可调电阻W3的调节端连接，电容C2的另一端与电阻R8的一端和芯片A2的1脚连接，电阻R11和R14的一端与芯片A2的2脚连接，电阻R11的另一端与电容C5的一端连接，电阻R14的另一端、电阻R17的一端和芯片A2的4脚与继电器J2的一触头连接，电阻R17的另一端与电容C8的一端连接，继电器J2线圈的一端与芯片U1的17脚连接，继电器J2的另一触头与高精度电流变换器阵列的B列高精度电流变换器的首个高精度电流变换器连接，电阻R20的一端与高精度电流变换器陈列的B列高精度电流变换器的末个高精度电流变换器连接，继电器J2线圈的另一端、芯片A2的5脚接直流电源+12V，芯片A2的3脚接直流电源-12V，芯片U1的2脚端口I/02接上位机，电阻R5、R8和电容C5、C8的另一端共同接地；C相电流源电路由电阻R6、R9、R12、R15、R18、R19、电容C3、C6、C9、继电器J3和芯片A3、U1组成，电阻R6和电容C3的一端与可调电阻W5的调节端连接，电容C3的另一端与电阻R9的一端和芯片A3的1脚连接，电阻R12和R15的一端与芯片A3的2脚连接，电阻R12的另一端与电容C6的一端连接，电阻R15的另一端、电阻R18的一端和芯片A3的4脚与继电器J3的一触头连接，电阻R18的另一端与电容C9的一端连接，继电器J3线圈的一端与芯片U1的16脚连接，继电器J3的另一触头与高精度电流变换器阵列的C列高精度电流变换器的首个高精度电流变换器连接，电阻R19的一端与高精度电流变换器阵列的C列高精度电流变换器的末个高精度电流变换器连接，继电器J3线圈的另一端、芯片A3的5脚接直流电源+12V，芯片A3的3脚接直流电源-12V，芯片U1的3脚端口I/03接上位机，电阻R6、R9和电容C6、C9的另一端共同接地，其中芯片A1、A2和A3为LM1875，芯片U1为ULN2803。

4.根据权利要求3所述的隔离型阵列式电压信号源电路，其特征在于所述的电阻R19、R20、R21和R22为锰铜丝电阻。

5.根据权利要求1所述的隔离型阵列式电压信号源电路，其特征在于所述的高精度电流变换器阵列由A、B、C和N列电流变换器组成，每列的高精度电流变换器中的各个高精度电流变换器的输入端串联连接，各个高精度电流变换器的输出端接被测试品。

6.根据权利要求5所述的隔离型阵列式电压信号源电路，其特征在于所述的高精度电流变换器为在高精度电流互感器的输出端并联一电阻。