CN104198799A - 一种高频除尘电源的相电流检测电路 - Google Patents

一种高频除尘电源的相电流检测电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高频除尘电源的相电流检测电路，包括依次顺序连接的流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路限幅滤波电路；电流检测电路与高频除尘电源的进线相连接，限幅滤波电路与DSP连接。本发明首先采用精密电流互感器将进线电流转化较小的正弦电流信号，再通过并联电阻将正弦电流信号转化成电压信号方便后级电路处理，然后通过绝对值电路将电压信号取绝对值，并经光耦隔离电路进行隔离处理，减少前后级电路之间的互相干扰，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，能准确的实现高频电源相电流的检测。

Description

一种高频除尘电源的相电流检测电路
技术领域
本发明涉及一种高频除尘电源的相电流检测电路。
背景技术
新型的高频除尘电源工作电压大、工作频率高，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，高频除尘电源工作过程的相电流非常大，再加上高频电源的电场与磁场环境复杂，干扰严重，对电路的抗干扰能力和元器件的选型要求越来越高，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，在复杂的电磁场环境中很难准确测量信号值。
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相电流检测电路，该电路采用精密电流互感器将进线电流转化较小的正弦电流信号，再通过并联电阻将正弦电流信号转化成电压信号方便后级电路处理，然后通过绝对值电路将电压信号取绝对值，并经光耦隔离电路进行隔离处理，减少前后级电路之间的互相干扰，最后经过限幅滤波电路送往DSP处理，能对高频除尘电源的进线相电流进行有效检测。
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流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、限幅滤波电路；电流检测电路与高频除尘电源的进线相连接，限幅滤波电路与DSP连接。
所述的电流检测电路包括：电流互感器CT、电阻R1和电容C1，电流互感器CT套在高频除尘电源进线的外侧，对进线电流进行采集，并联电阻R1是电流互感器采集到电流信号转化成电压信号，同时，在电阻R1两端并联瞬态抑制二极管T1和滤波电容C1，对R1两端的电压信号进行处理，其中电流互感器的型号为BH-0.66-30，电阻R1采用的是阻值为0.5Ω的大功率电阻，瞬态抑制二极管T1的限幅值为5V，滤波电容C1的值为10nF。
所述绝对值电路包括：第1运算放大器U11、第2运算放大器U12、第2电阻R2、第3电阻R3、第4电阻R4、第5电阻R5、第6电阻R6、第7电阻R7、第8电阻R8、第9电阻R9、第10电阻R10、第1二极管D1、第2二极管D2、电容C2，其中：第2电阻R2与第1运算放大器U11负相相连，第3电阻R3与第1运算放大器U11正相相连，第1运算放大器U11负相与输出端并联第1二极管D1，第2二极管D2接第1运算放大器U11的输出端，第4电阻R4、第5电阻R5串联，并联在第1运算放大器U11的负相与第2二极管D2阳极之间，第7电阻R7串接在第2二极管D2阳极与第2运算放大器U12负相之间，第8电阻R8、第9电阻R9串联后与电容C2并联，同时并联在第2运算放大器U12负相与输出端之间，第6电阻R6并接在第2运算放大器U12负相与第2电阻R2输入端之间，第2运算放大器U12正相接第10电阻R10，同时第10电阻R10另一端接模拟地；通过调节第5电阻R5、第8电阻R8实现对绝对值电路的微调。其中运算放大器(U11、U12)采用的是型号为GDU90-20721的集成运算放大器，电阻(R2-R10)的阻值分别为10KΩ、4.99KΩ、20KΩ、500Ω、10KΩ、10KΩ、500Ω、10KΩ、4.99KΩ，二极管(D1、D2)为型号为IN4148的二极管，电容C2为100pF。
所述的光耦隔离电路包括：运算放大器U21、U41、光耦U3、电阻R11-R13和电容C3、C4，其中：电阻R11与运算放大器U21负相连接，电容C3并联在运算放大器U21的负相与输出端之间，电阻R12连接运算放大器U21输出端与光耦U3的1号引脚，运算放大器U21负相接模拟地，电容C4与电阻R13并联后接在运算放大器U41输出端与负相之间，光耦U3的5脚与运算放大器U41的负相接数字地，实现模拟信号与数字信号的隔离，减少了信号干扰。其中，运算放大器U21、U41采用型号为GDU90-20721的集成运算放大器，光耦U3的型号为HCNR201，电阻R11-R13的阻值分别为10KΩ、510Ω、10KΩ，电容C3、C4的大小都为10pF。
所述的限幅滤波电路包括：稳压二极管D3、电阻R14和电容C5，其中电容C5和稳压二极管D3并联后，一端接数字地另一端和电阻R14相连，电阻R14和电容C5组成低通滤波器，且电阻R14同时兼具限流作用，稳压二极管D3起到限幅的作用，共同作用使输出信号更加平滑可靠。其中，稳压二极管D3的限幅值为5.1V，电阻R14的值为10KΩ，电容C5的值为10uF。。
本发明首先采用精密电流互感器将进线电流转化较小的正弦电流信号，再通过并联电阻将正弦电流信号转化成电压信号方便后级电路处理，然后通过绝对值电路将电压信号取绝对值，并经光耦隔离电路进行隔离处理，减少前后级电路之间的互相干扰，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、通过光耦隔离电路将模拟信号与数字信号的隔离，大大的减少前后级电路的相互干扰；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，电路在现场运行中能准确反映高频除尘电源相电流的真实值。
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对本发明做详细说明：
如图1所示，一种高频除尘电源的母线电压检测电路，包括：依次顺序连接的电压检测1、绝对值电路2、光耦隔离电路3、限幅滤波电路4。电流检测电路与高频除尘电源的进线相连接，限幅滤波电路与DSP连接。
图2是本发明的电路原理图。在相电流检测电路中，将精密电流互感器CT套在高频除尘电源进线的外侧，对进线电流进行采集，并联电阻R1是将精密电流互感器采集到电流信号转化成电压信号，同时，在电阻R1两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，其中电流互感器的型号为BH-0.66-30，电阻R1采用的是阻值为0.5Ω的大功率电阻，瞬态抑制二极管T1的限幅值为5V，滤波电容C1的值为10nF。
所述的绝对值所述的绝对值电路2包括：第1运算放大器U11、第2运算放大器U12、第2电阻R2-第10电阻R10、第1二极管D1、第2二极管D2、电容C2，其中：电阻R2与运算放大器U11负相相连，电阻R3与运算放大器U11正相相连，运算放大器U11负相与输出端并联二极管D1，二极管D2接运算放大器U11的输出端，电阻R4、R5串联，并联在运算放大器U11的负相与二极管D2阳极之间，电阻R7串接在二极管D2阳极与二极管U12负相之间，电阻R8、R9串联后与电容C2并联，同时并联在运算放大器U12负相与输出端之间，电阻R6并接在运算放大器U12负相与电阻R2输入端之间，运算放大器U12正相接电阻R10，同时电阻R10另一端接模拟地；通过调节电阻R5、R8实现对绝对值电路的微调。绝对值电路，实现了对电压信号的取绝对值，方便后级电路对信号处理。其中运算放大器(U11、U12)采用的是型号为GDU90-20721的集成运算放大器，电阻(R2-R10)的阻值分别为10KΩ、4.99KΩ、20KΩ、500Ω、10KΩ、10KΩ、500Ω、10KΩ、4.99KΩ，二极管(D1、D2)为型号为IN4148的二极管，电容C2为100pF。
光耦隔离电路包括：运算放大器U21、U41、光耦U3、电阻R11-R13和电容C3、C4。电阻R11与运算放大器U21负相连接，电容C3并联在运算放大器U21的负相与输出端之间，电阻R12连接运算放大器U21输出端与光耦U3的1号引脚，运算放大器U21负相接模拟地，电容C4与电阻R13并联后接在运算放大器U41输出端与负相之间，光耦U3的5脚与运算放大器U41的负相接数字地，实现模拟信号与数字信号的隔离，减少了信号干扰，而电容C3、C4对芯片的供电电源进行滤波，提高芯片的工作稳定性。其中，运算放大器U21、U41采用型号为GDU90-20721的集成运算放大器，光耦U3的型号为HCNR201，电阻R11-R13的阻值分别为10KΩ、510Ω、10KΩ，电容C3、C4的大小都为10pF。
限幅滤波电路包括：稳压二极管D3、电阻R14和电容C5，其中电容C5和稳压二极管D3并联后，一端接数字地另一端和电阻R14相连，电阻R14和电容C5组成低通滤波器，且电阻R14同时兼具限流作用，稳压二极管D3起到限幅的作用，共同作用使输出信号更加平滑可靠。其中，稳压二极管D3的限幅值为5.1V，电阻R14的值为10KΩ，电容C5的值为10uF。
本发明首先采用精密电流互感器将进线电流转化较小的正弦电流信号，再通过并联电阻将正弦电流信号转化成电压信号方便后级电路处理，然后通过绝对值电路将电压信号取绝对值，并经光耦隔离电路进行隔离处理，减少前后级电路之间的互相干扰，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。
该电路简单，安全可靠，抗干扰能力强，能准确的实现高频电源相电流的检测。

Claims (9)

1.一种高频除尘电源的相电流检测电路，其特征在于：该电路包括依次顺序连接的电流检测电路（1）、绝对值电路（2）、光耦隔离电路（3）、和限幅滤波电路（4）；电压检测电路（1）与高频除尘电源进线连接，限幅滤波电路（4）与DSP连接。
2.根据权利要求1所述的高频除尘电源的相电流检测电路，其特征在于：所述电流检测电路（1）包括：电流互感器CT、电阻R1和电容C1，电流互感器CT套在高频除尘电源进线的外侧，对进线电流进行采集，并联电阻R1是电流互感器采集到电流信号转化成电压信号，同时，在电阻R1两端并联瞬态抑制二极管T1和滤波电容C1，对R1两端的电压信号进行处理。
3.根据权利要求2所述的高频除尘电源的相电流检测电路，其特征在于：电流互感器的型号为BH-0.66-30，电阻R1采用的是阻值为0.5                                               的大功率电阻，瞬态抑制二极管T1的限幅值为5V，滤波电容C1的值为10nF。
4.根据权利要求1所述的高频除尘电源的相电流检测电路，其特征在于：所述绝对值电路（2）包括：第1运算放大器U11、第2运算放大器U12、第2电阻R2、第3电阻R3、第4电阻R4、第5电阻R5、第6电阻R6、第7电阻R7、第8电阻R8、第9电阻R9、第10电阻R10、第1二极管D1、第2二极管D2、电容C2，其中：第2电阻R2与第1运算放大器U11负相相连，第3电阻R3与第1运算放大器U11正相相连，第1运算放大器U11负相与输出端并联第1二极管D1，第2二极管D2接第1运算放大器U11的输出端，第4电阻R4、第5电阻R5串联，并联在第1运算放大器U11的负相与第2二极管D2阳极之间，第7电阻R7串接在第2二极管D2阳极与第2运算放大器U12负相之间，第8电阻R8、第9电阻R9串联后与电容C2并联，同时并联在第2运算放大器U12负相与输出端之间，第6电阻R6并接在第2运算放大器U12负相与第2电阻R2输入端之间，第2运算放大器U12正相接第10电阻R10，同时第10电阻R10另一端接模拟地；通过调节第5电阻R5、第8电阻R8实现对绝对值电路的微调。
5.根据权利要求4所述的高频除尘电源的相电流检测电路，其特征在于：第1运算放大器U11和第2运算放大器U12采用的是型号为GDU90-20721的集成运算放大器；第2电阻R2到时第10电阻R10的阻值分别为10、4.99、20、500、10、10、500、10、4.99；第1二极管D1和第2二极管D2的型号为IN4148的二极管，电容C2为100pF。
6.根据权利要求1所述的高频除尘电源的相电流检测电路，其特征在于：所述的光耦隔离电路（3）包括：运算放大器U21、运算放大器U41、光耦U3、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C3、电容C4，其中：电阻R11与运算放大器U21负相连接，电容C3并联在运算放大器U21的负相与输出端之间，电阻R12连接运算放大器U21输出端与光耦U3的1号引脚，运算放大器U21负相接模拟地，电容C4与电阻R13并联后接在运算放大器U41输出端与负相之间，光耦U3的5脚与运算放大器U41的负相接数字地，实现模拟信号与数字信号的隔离，减少了信号干扰。
7.根据权利要求6所述的高频除尘电源的相电流检测电路，其特征在于：运算放大器U21、运算放大器U41采用型号为GDU90-20721的集成运算放大器，光耦U3的型号为HCNR201，电阻R11、电阻R12、电阻R13的阻值分别为10、510、10；电容C3、电容C4的大小都为10pF。
8.根据权利要求1所述的高频除尘电源的相电流检测电路，其特征在于：所述的限幅滤波电路（4）包括：稳压二极管D3、电阻R14和电容C5，其中电容C5和稳压二极管D3并联后，一端接数字地另一端和电阻R14相连，电阻R14和电容C5组成低通滤波器，且电阻R14同时兼具限流作用，稳压二极管D3起到限幅的作用，共同作用使输出信号更加平滑可靠。
9.根据权利要求8所述的高频除尘电源的相电流检测电路，其特征在于：稳压二极管D3的限幅值为5.1V，电阻R14的值为10，电容C5的值为10uF。
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