CN104569555A - 一种带有隔直电容的电压采样电路 - Google Patents

一种带有隔直电容的电压采样电路 Download PDF

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李新富
欧余斯
王伟海
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Abstract

本发明公开了一种带有隔直电容的电压采样电路，包括第一运算放大器,第一运算放大器的同向输入端依次通过第四电阻、第一隔直电容和第二电阻与三相四线交流输出的中性线相连；第一运算放大器的反向输入端通过第三电阻、第二隔直电容和第一电阻与三相四线交流输出的其中一条相线相连；所述第一运算放大器的反向输入端还通过第五电阻与第一运算放大器的输出端相连。所述第一运算放大器的输出端通过第六电阻与第二运算放大器的同向输入端相连，第二运算放大器的反向输入端与第二运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的输出端还通过第八电阻连接至电压输出端。

Description

一种带有隔直电容的电压采样电路
技术领域
本发明涉及一种带有隔直电容的电压采样电路，特别是一种应用于光伏逆变器中的带有隔直电容的电压采样电路。
背景技术
在光伏逆变器中，DSP需要对三相四线交流电的电压进行检测，从而实现对逆变器的锁相、电压前馈、正BUS调节等控制，所以在采样之前的电路信号处理十分关键。然而，在逆变器的实际工作中，逆变器的电压采样电路中的多级电路的前后两级直流工作状态往往不一样，彼此之间的状态会相互影响，易导致电压不平衡，致使采集的电压出现突变，而且突变会带来一定的冲击电流，因此有可能造成电路元器件的损坏。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种带有隔直电容的电压采样电路。它可以对三相四线交流电的电压进行精确检测，且可避免出现电压突变，电路中的元器件也不容易损坏。
本发明的技术方案：一种带有隔直电容的电压采样电路，其特点是：包括第一运算放大器,第一运算放大器的同向输入端依次通过第四电阻、第一隔直电容和第二电阻与三相四线交流输出的中性线相连；第一运算放大器的反向输入端通过第三电阻、第二隔直电容和第一电阻与三相四线交流输出的其中一条相线相连；所述第一运算放大器的反向输入端还通过第五电阻与第一运算放大器的输出端相连。所述第一运算放大器的输出端通过第六电阻与第二运算放大器的同向输入端相连，第二运算放大器的反向输入端与第二运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的输出端还通过第八电阻连接至电压输出端。
上述的带有隔直电容的电压采样电路中，所述第一运算放大器的正向输入端还通过第七电阻连接至信号地。
所述电压输出端与第一稳压二极管的正极相连，第一稳压二极管的负极连接有电源；所述电压输出端与第二稳压二极管的负极相连，第二稳压二极管的正极接地，且第二稳压二极管上并联有滤波电容。这端电路的设置，可以使电压输出端的电压维持在一个范围值(0～V1)，电源的电压(V1)是一个设计的电压，具体值取决于后续电路的需要，滤波电容与第七电阻一起起到滤波作用，同时也能起到稳压、保护二极管的作用。
上述的带有隔直电容的电压采样电路中，第一隔直电容和第二隔直电容的选取是由交流信号的最低频率来决定，通常要求其交流容抗不能大于100ohm。容抗的计算公式：Xc＝1/2πf。
与现有技术相比，本发明通过第一运算放大器组成差分放大电路对电压进行差分放大，而且第一运算放大器的输入端串入了隔直电容，隔直电容和输入电阻形成了RC高通滤波器，可以起到隔去直流信号的作用，再利用一个第二运算放大器组成电压跟随器对差分放大后的电压进行隔离缓冲，进而得到精确的电压采样结果。本发明不仅可避免出现电压突变，电路中的元器件也不容易损坏，还具有电路简单，控制简单，使用的元器件成本较低的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种带有隔直电容的电压采样电路，如图1所示，包括第一运算放大器U1,第一运算放大器U1的同向输入端依次通过第四电阻R4、第一隔直电容C1和第二电阻R2与三相四线交流输出的中性线相连；第一运算放大器U1的反向输入端通过第三电阻R3、第二隔直电容C2和第一电阻R1与三相四线交流输出的其中一条相线相连；所述第一运算放大器U1的反向输入端还通过第五电阻R5(反馈电阻)与第一运算放大器U1的输出端相连。所述第一运算放大器U1的输出端通过第六电阻R6(限流电阻)与第二运算放大器U2的同向输入端相连，第二运算放大器U2的反向输入端与第二运算放大器U2的输出端相连，第二运算放大器U2的输出端还通过第八电阻R8(限流电阻)连接至电压输出端VOL。所述第一运算放大器U1的正向输入端还通过第七电阻R7(作为下拉电阻)连接至信号地。所述电压输出端VOL与第一稳压二极管D1的正极相连，第一稳压二极管D1的负极连接有电源V1；所述电压输出端VOL与第二稳压二极管D2的负极相连，第二稳压二极管D2的正极接地，且第二稳压二极管D2上并联有滤波电容C3。
本发明的工作原理：
三相四线交流输出A、B、C任意一相输入由第一运算放大器构成的差分运放中，以取A相为例，另一路输入N，A相输入电压Va，N相输入Vn，交流信号频率为50HZ。本质上，本发明的隔直电容与下一级的输入电阻构成了RC高通滤波器，为了保成输入信号下限频率能通过这一RC高通滤波器，RC高通滤波器的下限频率不能高于输入信号的频率，也就是RC高通滤波器下限信号要低于50Hz，相当于选择适当的电容来设计一个高通滤波器，以保证输入信号不衰减的通过，所以电容C就可以用公式计算出来，公式：
电容C：f＝1/2πRC这样便可以通过电阻的设计计算出电容的C。隔去直流后的电路，电路N线和信号地互相不影响，使N线能够平稳，同时也不会有突变的能量冲击。

Claims (3)

1.一种带有隔直电容的电压采样电路，其特征在于：包括第一运算放大器(U1),第一运算放大器(U1)的同向输入端依次通过第四电阻(R4)、第一隔直电容(C1)和第二电阻(R2)与三相四线交流输出的中性线相连；第一运算放大器(U1)的反向输入端通过第三电阻(R3)、第二隔直电容(C2)和第一电阻(R1)与三相四线交流输出的其中一条相线相连；所述第一运算放大器(U1)的反向输入端还通过第五电阻(R5)与第一运算放大器(U1)的输出端相连。所述第一运算放大器(U1)的输出端通过第六电阻(R6)与第二运算放大器(U2)的同向输入端相连，第二运算放大器(U2)的反向输入端与第二运算放大器(U2)的输出端相连，第二运算放大器(U2)的输出端还通过第八电阻(R8)连接至电压输出端(VOL)。
2.根据权利要求1所述的带有隔直电容的电压采样电路，其特征在于：所述第一运算放大器(U1)的正向输入端还通过第七电阻(R7)连接至信号地。
3.根据权利要求1所述的带有隔直电容的电压采样电路，其特征在于：所述电压输出端(VOL)与第一稳压二极管(D1)的正极相连，第一稳压二极管(D1)的负极连接有电源(V1)；所述电压输出端(VOL)与第二稳压二极管(D2)的负极相连，第二稳压二极管(D2)的正极接地，且第二稳压二极管(D2)上并联有滤波电容(C3)。
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