CN103760403A - 一种高频除尘电源的母线电压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频除尘电源的母线电压检测电路，该电路包括依次顺序连接的电压检测电路、差分放大电路、光耦隔离电路、电压跟随电路和限幅滤波电路；电压检测电路与母线电压连接，限幅滤波电路与DSP连接。本发明首先由采用串联分压原理的电压检测电路将母线电压信号分压成小信号，同时由差分放大电路对电压信号再进行放大，并经光耦隔离电路进行隔离处理，再由电压跟随电路对电压信号跟踪，增加信号的负载能力，最后经过限幅滤波电路送往DSP处理。该电路简单，安全可靠，抗干扰能力强，易于实现并能准确反映被测量值。
Description
技术领域
本发明涉及一种高频除尘电源的母线电压检测电路。
背景技术
随着科学与技术的进步和社会的发展，新型的高频除尘电源应运而生，如何实现对电源的有效控制，必然离不开对电源信号的检测，而由于高频高压电源的电场与磁场环境复杂，干扰严重，对元器件的选型和电路的抗干扰能力要求高，目前常用的信号检测电路已经很难达到对信号的检测要求，抗干扰能力弱，测量信号范围小，很难适应高频高压电源的电场与磁场环境。
发明内容
针对现有的高频除尘电源信号检测电路所存在的上述问题，本发明的目的是提供一种高频除尘电源的母线电压检测电路，该电路采用串联电阻分压的原理对高频高压电源的母线电压进行采样，模拟电路对电压信号进行处理，将电压信号进行差分放大后经过光耦电路进行隔离处理，将模拟信号与数字信号隔离，减少互相影响，再将隔离后的电压信号经过跟随电路处理，增加带负载能力，最后经过滤波稳压处理送入DSP，能对高频除尘电源的母线电压进行有效检测。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高频除尘电源的母线电压检测电路，其特征在于：该电路包括依次顺序连接的电压检测电路、差分放大电路、光耦隔离电路、电压跟随电路和限幅滤波电路；电压检测电路与母线电压连接，限幅滤波电路与DSP连接。
所述的母线电压检测电路，其中电阻R1、R3的电阻值大于电阻R2的电阻值。将两个大电阻R1、R3和一个小电阻R2串联后并联在母线电压两端，对母线电压分压，并对R2两端的电压信号进行处理，在R2两端并联瞬态抑制二极管T1以防止电子电路受到浪涌脉冲的损坏，并联滤波电容C1对采集到的电压信号进行滤波处理。
所述的差分放大电路包括：运算放大器U11、电阻R4-R7、电容C2、C3，其中：电阻R4与运算放大器U11负相相连，电阻R5与运算放大器U11正相相连，电阻R7一端接运算放大器U11正相一端接模拟地，电阻R6接在运算放大器U11的负相与输出端之间，电容C2、C3分别与运算放大器的供电电源相连并接模拟地，起到滤波的作用，电阻R4、R5、R6、R7四个电阻阻值相等，对电压信号实现等压放大，差分放大电路对共模干扰有很好的抑制作用，增加电路的稳定性和可靠性。
所述的光耦隔离电路包括：运算放大器U12、U31、光耦U2、电阻R8-R10和电容C4-C7其中：电阻R8与运算放大器U12负相连接，电容C4并联在运算放大器U12的负相与输出端之间，起到降噪的作用，电阻R9连接运算放大器U12输出端与光耦U2的1号引脚，运算放大器U12正相与光耦U2的4号引脚连接并接模拟地，光耦U2的3号引脚与运算放大器U12的负相相连，电容C5与电阻R10并联后接在运算放大器U31输出端与负相之间，光耦U2的5脚与运算放大器U31的正相接数字地，实现母线电压检测电路与控制器隔离，电容C6、C7对芯片的供电电源进行滤波，提高芯片的工作稳定性。
所述的电压跟随电路包括：运算放大器U32，其中：运算放大器U32的输出端与负相相连，正相接输入电压，实现1:1放大，电压跟随电路输入电阻近似无限大，输出电阻近似无穷小，增加了负载能力，也起到了一定的隔离的作用。
所述的限幅滤波电路包括：稳压二极管D1、电阻R11和电容C8，其中电容C8和稳压二极管D1并联后，一端接数字地另一端和电阻R11相连，电阻R11和电容C8组成低通滤波器，稳压二极管D1起到限幅的作用，使输出的信号更加平滑可靠，经过处理后的电压信号直接送入DSP控制器。
本发明所用方法如下：首先由采用串联分压原理的电压检测电路将母线电压信号分压成小信号，同时由差分放大电路对电压信号再进行放大，并经光耦隔离电路进行隔离处理，再由电压跟随电路对电压信号跟踪，增加信号的负载能力，最后经过限幅滤波电路送往DSP处理。
与现在技术相比，本发明具有以下有益效果：第一、用模拟电路对高频高压电源的母线电压进行处理，电路简单，易于实现；第二、通过模拟信号与数字信号的隔离，大大的减少了外部的干扰，增加检测信号的实用性；第三、经过稳压滤波电路处理后的电压信号可直接送给DSP处理，第四、本电路有很好的抗干扰能力，电路在现场运行中取得了很好的效果。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图1和图2对本发明的实施例做详细说明：
如图1所示，本实施例包括：依次顺序连接的电压检测1、差分放大电路2、光耦隔离电路3、电压跟随电路4、限幅滤波电路5。电压检测电路与母线电压连接，限幅滤波电路与DSP连接。
图2是本发明的电路原理图。母线电压检测电路中，将两个大电阻R1、R3和一个小电阻R2串联后并联在母线电压两端，对母线电压分压，并对R2两端的电压信号进行处理，在R2两端并联瞬态抑制二极管T1和滤波电容C1，电容C1主要起到滤波降噪的作用，瞬态抑制二极管T1可以有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
差分放大电路包括：电阻R4与运算放大器U11（型号AD8034）负相相连，电阻R5与运算放大器U11（型号AD8034）正相相连，电阻R7一端接运算放大器U11（型号AD8034）正相一端接模拟地，电阻R6接在运算放大器U11（型号AD8034）的负相与输出端之间，电容C2、C3分别与运算放大器的供电电源相连并接模拟地，起到滤波的作用，电阻R4、R5、R6、R7四个电阻阻值相等，对电压信号实现等压放大，差分放大电路对共模干扰有很好的抑制作用，增加电路的稳定性。
光耦隔离电路包括：电阻R8与运算放大器U12（型号AD8034）负相连接，电容C4并联在运算放大器U12（型号AD8034）的负相与输出端之间，起到降噪的作用，电阻R9连接运算放大器U12（型号AD8034）输出端与光耦U2(型号 HCNR201)的1号引脚，运算放大器U12（型号AD8034）正相与光耦U2(型号 HCNR201)的4号引脚连接并接模拟地，光耦U2(型号 HCNR201)的3号引脚与运算放大器U12（型号AD8034）的负相相连，电容C5与电阻R10并联后接在运算放大器U31（型号AD8034）输出端与负相之间，光耦U2(型号 HCNR201)的5脚与运算放大器U31（型号AD8034）的正相接数字地，实现母线电压检测电路与控制器隔离，电容C6、C7对芯片的供电电源进行滤波，提高芯片的工作稳定性。
电压跟随电路包括：运算放大器U32（型号AD8034）的输出端与负相相连，正相接输入电压，实现1:1放大，电压跟随电路输入电阻近似无限大，输出电阻近似无穷小，增加了负载能力，也起到了一定的隔离的作用。
限幅滤波电路包括：其中电容C8和稳压二极管D1并联后，一端接数字地另一端和电阻R11相连，电阻R11和电容C8组成低通滤波器，稳压二极管D1起到限幅的作用，使输入信号更加平滑可靠，经过处理后的电压信号直接送入DSP控制器。
本发明首先由采用串联分压原理的电压检测电路将母线电压信号分压成小信号，同时由差分放大电路对电压信号再进行放大，并经光耦隔离电路进行隔离处理，再由电压跟随电路对电压信号跟踪，增加信号的负载能力，最后经过限幅滤波电路送往DSP处理。为了减少电路间的相互干扰，本发明采用了不同的电源供电，同时，模拟地与数字地分开，其中V1、V2的大小都为12V，U11与U12、U31与U32分别集成在一个芯片中，采用同一个电源给芯片供电。
Claims (6)
1.一种高频除尘电源的母线电压检测电路，其特征在于：该电路包括依次顺序连接的电压检测电路（1）、差分放大电路（2）、光耦隔离电路（3）、电压跟随电路（4）和限幅滤波电路（5）；电压检测电路（1）与母线电压连接，限幅滤波电路（5）与DSP连接。
2.根据权利要求1所述的高频除尘电源的母线电压检测电路，其特征在于：所述的电压检测电路中，电阻R1、R2、R3串联后并联在母线电压两端，对母线电压分压，并在R2两端并联瞬态抑制二极管T1和滤波电容C1，对R2两端的电压信号进行处理，其中电阻R1、R3的电阻值大于电阻R2的电阻值。
3.根据权利要求1所述的高频除尘电源的母线电压检测电路，其特征在于：所述的差分放大电路包括：运算放大器U11、电阻R4-R7、电容C2、C3，其中：电阻R4与运算放大器U11负相相连，电阻R5与运算放大器U11正相相连，电阻R7一端接运算放大器U11正相一端接模拟地，电阻R6接在运算放大器U11的负相与输出端之间，电容C2、C3分别与运算放大器的供电电源相连并接模拟地，起到滤波的作用，电阻R4、R5、R6、R7四个电阻阻值相等，差分放大电路对电压信号实现等压放大。
4.根据权利要求1所述的高频除尘电源的母线电压检测电路，其特征在于：所述的光耦隔离电路包括：运算放大器U12、U31、光耦U2、电阻R8-R10和电容C4-C7其中：电阻R8与运算放大器U12负相连接，电容C4并联在运算放大器U12的负相与输出端之间，起到降噪的作用，电阻R9连接运算放大器U12输出端与光耦U2的1号引脚，运算放大器U12正相与光耦U2的4号引脚连接并接模拟地，光耦U2的3号引脚与运算放大器U12的负相相连，电容C5与电阻R10并联后接在运算放大器U31输出端与负相之间，光耦U2的5脚与运算放大器U31的正相接数字地，实现模拟信号与数字信号的隔离，减少了信号干扰，电容C6、C7对芯片的供电电源进行滤波，提高芯片的工作稳定性。
5.根据权利要求1所述的高频除尘电源的母线电压检测电路，其特征在于：所述的电压跟随电路只包括：运算放大器U32，其中：运算放大器U32的输出端与负相相连，正相接输入电压，实现1:1放大，电压跟随电路输入电阻大输出电阻小，增加了负载能力。
6.根据权利要求1所述的高频除尘电源的母线电压检测电路，其特征在于：所述的限幅滤波电路包括：稳压二极管D1、电阻R11和电容C8，其中电容C8和稳压二极管D1并联后，一端接数字地另一端和电阻R11相连，电阻R11和电容C8组成低通滤波器，稳压二极管D1起到限幅的作用，共同作用使输出信号更加平滑可靠。
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