CN103926441B - 一种新型分压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型分压器，包括分压组件、采样电阻、控制器、通讯部件以及输出部件；分压组件包括依次串联的N个分压单元，N为2‑100；前一个分压单元的负极与后一个分压单元的正极连接，第一个分压单元的正极与外界高压输入线连接，最后一个分压单元的负极连接采样电阻的一端，采样电阻的另一端接地；分压单元包括分压电阻以及开关部件，开关部件与分压电阻并联，且通过通讯部件与控制器连接；采样电阻的两端均与控制器以及输出部件连接。本发明的新型分压器整体结构精简；通过控制部件控制开关部件的连接和断开来实现不同数量的分压单元的串联，从而控制分压组件中总电阻的大小，其分压比可以根据被测电压进行自动调节，实用性强。

Description

一种新型分压器

技术领域

本发明涉及分压器领域，特别地，涉及一种分压比可以根据被测电压进行自动改变的新型分压器。

背景技术

分压器是将被测电压按比例降压采样的基础测量装置，在现实生活中应用比较广泛。

现有的分压器分为电阻式和电容式两种，分别如图1以及图2所示，其高端阻抗与低端阻抗之比即为分压比。当被测电压比较高时，高端电阻阻值较大，分压比也较大；被测电压比较低时，高端电阻阻值较小，分压比也较小。

现有的分压器一般都是根据被测电压的最大值选择合适的分压比，其分压比不能太小，否则分压出的检测电压可能过高从而超出检测仪器的量程；其分压比也不能太大，否则分压出的检测电压可能过低从而降低检测精度，因为分压器一旦选择好，其分压比就不能改变，所以当被测电压大范围变化时，尤其是被测电压远低于最大值时，测量精度会大大降低。

因此，设计一种结构精简且分压比能自由调节的分压器具有重大的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构精简，且其分压比可以根据被测电压进行自动改变的新型分压器，具体技术方案如下：

一种新型分压器，包括分压组件、采样电阻、控制器、通讯部件以及输出部件；

所述分压组件包括依次串联的N个分压单元，N为2-100；前一个所述分压单元的负极与后一个所述分压单元的正极连接，第一个所述分压单元的正极与外界高压输入线连接，最后一个所述分压单元的负极连接所述采样电阻的一端，所述采样电阻的另一端接地；

所述分压单元包括分压电阻以及开关部件，所述开关部件与所述分压电阻并联，且通过所述通讯部件与所述控制器连接；

所述采样电阻的两端均与所述控制器以及输出部件连接。

以上技术方案中优选的，所述开关部件包括绝缘栅双极型晶体管或者金属-氧化层半导体场效晶体管。

以上技术方案中优选的，所述开关部件包括第一部件、第二部件以及驱动部件；所述第一部件与所述第二部件的结构相同，且均包括体二极管、D端、S端以及G端，所述第一部件的D端与所述分压单元的正极连接，其S端与所述第二部件的S端连接；所述体二极管的正极与所述S端连接，其负极与所述D端连接；所述第二部件的D端与所述分压单元的负极连接，所述第一部件以及第二部件的G端均与所述驱动部件连接，所述驱动部件通过所述通讯部件与所述控制器连接。

以上技术方案中优选的，所述通讯部件为光纤。

以上技术方案中优选的，所述控制器为单片机。

以上技术方案中优选的，所述输出部件为插头。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的新型分压器包括分压组件、采样电阻、控制器、通讯部件以及输出部件，整体结构精简；所述分压组件包括依次串联的N个分压单元，所述分压单元包括分压电阻以及开关部件，所述开关部件与所述分压电阻并联，且通过所述通讯部件与所述控制器连接，通过控制部件控制开关部件的连接和断开来实现不同数量的分压单元的串联，从而控制分压组件中分压电阻的总电阻的大小，其分压比可以根据被测电压进行自动调节，实用性强。

(2)本发明中开关部件包括绝缘栅双极型晶体管或者金属-氧化层半导体场效晶体管，能对与其并联的分压电阻进行高精确度短接旁路，精确控制分压组件中分压电阻集合的大小，精确度高。

(3)本发明中开关部件采用第一部件、第二部件以及驱动部件的组合，结构精简，准确度高。

(4)本发明中通讯部件采用光纤，通讯性能高，且解决了强弱电隔离的问题，可以提高对较高电压控制的安全性。

(5)本发明中控制器采用单片机，输出部件采用插头，部件容易获得，操作方便。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有的电阻式分压器；

图2是现有的电容式分压器；

图3是本发明优选实施例1的新型分压器的整体结构示意图；

图4是图3中分压单元的结构示意图；

1-分压组件，11-分压单元，111-分压电阻，112-开关部件，01-第一部件，02-第二部件，03-驱动部件，2-采样电阻，3-控制器，4-通讯部件，5-输出部件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种新型分压器，详见图3，包括分压组件1、采样电阻2、控制器3、通讯部件4以及输出部件5，整体结构精简。

所述控制器3采用单片机，也可以采用其他控制部件进行控制；所述通讯部件4采用光纤，或者其他通讯方式代替，能保证高通讯性能，且解决了强弱电隔离的问题，可以提高对较高电压控制的安全性。

所述分压组件1包括依次串联的3个分压单元11，分压单元11的个数可以按照实际情况在2-100范围内进行选择，满足现实的需求，实用性强。

前一个所述分压单元11的负极与后一个所述分压单元11的正极连接，第一个所述分压单元11的正极与外界高压输入线连接，最后一个所述分压单元11的负极连接所述采样电阻2的一端，所述采样电阻2的另一端接地。

所述分压单元11包括分压电阻111以及开关部件112，详见图4，所述开关部件112与所述分压电阻111并联，所述开关部件112包括金属-氧化层半导体场效晶体管，具体包括第一部件01、第二部件02以及驱动部件03；所述第一部件01与所述第二部件02的结构相同，且均包括体二极管、D端、S端以及G端，所述第一部件01的D端与所述分压单元11的正极连接，其S端与所述第二部件02的S端连接；所述体二极管的正极与所述S端连接，其负极与所述D端连接；所述第二部件02的D端与所述分压单元11的负极连接，所述第一部件01以及第二部件02的G端均与所述驱动部件03连接，所述驱动部件03通过所述通讯部件4与所述控制器3连接。驱动部件控制第一部件01以及第二部件02将与其并联的分压电阻进行高精确度短接旁路，精确控制分压组件中分压电阻的总电阻的大小，精确度高；单片机对分压单元的控制是通过与各个分压单元连接的光纤来实现。

所述开关部件112还可以采用包括绝缘栅双极型晶体管或者其他晶体管的方式，原理同上。

所述采样电阻2的两端均与所述控制器3以及所述输出部件5连接，采样电阻2两端的电压就是分压以后的检测电压，可以通过插头输出，同时采样电阻2两端的电压送入单片机的采样输入端进行模数变换，单片机根据采样输入端所输入大小来控制各个分压单元的动作。

所述输出部件5采用插头，部件容易获得，操作方便。

其中采样电阻2和分压电阻111的大小可以根据实际情况进行选择，实用性强。

使用本发明的新型分压器，具体控制原理如下：

当单片机通过光纤发来导通命令时，驱动部件03有效导通第一部件01和第二部件02，由于第一部件01和第二部件02导通后电阻很低，分压电阻111近似于被短路，该分压单元11相当于一根导线直通；当单片机通过光纤发来关断命令时，驱动部件03有效关断第一部件01和第二部件02，由于第一部件01和第二部件02关断后电阻很高，分压电阻111的阻值基本不受影响，该分压单元11阻值等于分压电阻111的阻值。

测量时，单片机根据检测到的采样电阻2两端的电压的大小决定各个分压单元11中的第一部件01和第二部件02的导通还是关断；当被测电压达到或接近最大值时，所有分压单元11的第一部件01和第二部件02均关断，分压比最大；当被测电压下降到一定程度时，导通一个分压单元11的第一部件01和第二部件02，分压比减小；当被测电压进一步下降时，再导通一个分压单元11的第一部件01和第二部件02，分压比进一步减小；如此进行到被测电压达到或接近最小值时，所有的分压单元11的第一部件01和第二部件02全部导通，分压比减至最小，被测电压没有衰减直接经过插头5输出。本发明的新型分压器通过控制器控制任意数量的分压单元11的导通或关断，从而保证分压检测电压维持在一个合适大小的量值，从而提高测量精度，实用性强。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型分压器，其特征在于：包括分压组件(1)、采样电阻(2)、控制器(3)、通讯部件(4)以及输出部件(5)；

所述分压组件(1)包括依次串联的N个分压单元(11)，N为2-100；前一个所述分压单元(11)的负极与后一个所述分压单元(11)的正极连接，第一个所述分压单元(11)的正极与外界高压输入线连接，最后一个所述分压单元(11)的负极连接所述采样电阻(2)的一端，所述采样电阻(2)的另一端接地；

所述分压单元(11)包括分压电阻(111)以及开关部件(112)，所述开关部件(112)与所述分压电阻(111)并联，且通过所述通讯部件(4)与所述控制器(3)连接；所述开关部件(112)包括第一部件(01)、第二部件(02)以及驱动部件(03)；所述第一部件(01)与所述第二部件(02)的结构相同，且均包括体二极管、D端、S端以及G端，所述第一部件(01)的D端与所述分压单元(11)的正极连接，其S端与所述第二部件(02)的S端连接；所述体二极管的正极与所述S端连接，其负极与所述D端连接；所述第二部件(02)的D端与所述分压单元(11)的负极连接，所述第一部件(01)以及第二部件(02)的G端均与所述驱动部件(03)连接，所述驱动部件(03)通过所述通讯部件(4)与所述控制器(3)连接；

所述采样电阻(2)的两端均与所述控制器(3)以及所述输出部件(5)连接。

2.根据权利要求1所述的新型分压器，其特征在于：所述通讯部件(4)为光纤。

3.根据权利要求1所述的新型分压器，其特征在于：所述控制器(3)为单片机。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的新型分压器，其特征在于：所述输出部件(5)为插头。