CN107144728A - 一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路 - Google Patents

一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，包括压频转换芯片、固定值电阻电容、可调节电路、低通滤波器电路、信号供电电源；所述固定值电阻电容包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容，所述可调节电路由固定值电阻和可调节电阻组成，所述低通滤波器由第三电阻和第三电容构成。本发明的直流电压采样电路对采样电压信号进行电压频率的转换，由于频率信号受到外部环境因素的影响较小，能有效地排除直流电压信号传输过程中受到的干扰，从而确保信号采集传输过程中的准确性和可靠性，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。

Description

一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路
技术领域
本发明涉及应急电源技术领域，具体涉及一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路。
背景技术
集中蓄电池式应急电源作为常规电气设备在建筑电气、工业行业中有广泛应用，特别在一些经济发达地区如苏州、厦门等地，已经将集中蓄电池式应急电源作为常规建筑电气，设计在建筑电气设计图纸中，国家为应急电源产品制定了一系列标准，如：GB16806－2006《消防联动控制系统》、GB17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》、JG/T371-2012《集中式蓄电池应急电源装置》等，这些产品标准有力的推动应急电源发展与应用。应急电源作为一种备用电源，一般广泛应用于地铁、商场、医院、政务中心、高层建筑等场所，主要用于消防设备使用，基于应急电源的用途，应急电源的安装场所通常在地下室、配电室、强电井等地方。
现在各行业重要环节都设计有集中蓄电池式应急供电系统，集中蓄电池式应急电源采用逆变技术，将蓄电池的直流电能逆变成交流电能，提供给交流应急负荷如：应急照明灯、疏散指示灯具和消防泵等使用。
蓄电池是应急电能的来源，蓄电池的质量直接影响到应急功能，蓄电池保护工作是应急电源设计的重要方面，蓄电池放电截止电压是保护蓄电池的重要手段，如果蓄电池过度放电将对蓄电池产生损害，蓄电池直流电压采集技术准确程度直接影响到蓄电池的保护。
蓄电池直流电压采集一般是将高电压通过信号调理电路,调制成5V以下采样信号,集中蓄电池式应急电源主要采用SPWM调制波逆变技术，逆变过程将产生大量的谐波，虽然经过滤波过程，但是，电源主机内部的电气环境较为恶劣,谐波直接影响到采样信号，这就降低了数据的正确性，无法保证采样数据的正确性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，该直流电压采样电路对采样电压信号进行电压频率的转换，由于频率信号受到外部环境因素的影响较小，能有效地排除直流电压信号传输过程中受到的干扰，从而确保信号采集传输过程中的准确性和可靠性，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，包括压频转换芯片、固定值电阻电容、可调节电路、低通滤波器电路、信号供电电源；
所述压频转换芯片具有八个引脚，分别为第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚，所述压频转换芯片用于将采集的电压信号转换为频率信号；
所述固定值电阻电容包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容；所述固定值电阻电容用于使输出的频率与输入的电压之间成正比，实现线性变换，且直接影响转换的频率精度，可以根据转换精度适当选择合适规格参数的电阻电容；
所述可调节电路由固定值电阻和可调节电阻组成；所述可调节电路可调节电路增益，即电压和频率之间的线性比例关系；
所述低通滤波器由第三电阻和第三电容构成，用于减少输入电压的干扰脉冲，得到较为稳定的输出脉冲；
所述第一引脚通过第一电阻接入输入电压信号；所述第一电容一端接地，另一端接第一引脚；所述第二电阻一端接信号供电电源，另一端与第二电容一端连接并接入第二引脚，所述第二电容的另一端接地；所固定电阻与可调节电阻串联，固定电阻一端接第三引脚，可调节电阻一端接地；第三电阻一端与第三电容一端相连并接入第四、第六引脚，第三电阻另一端与第三电容另一端相连接地；所述第七引脚接信号供电电源，第八引脚接地；所述第五引脚输出调制后的频率信号。
优选地，所述压频转换芯片为LM331压频转换器。
优选地，所述信号供电电源电压为+9V。
优选地，所述固定电阻阻值10kΩ，可调节电阻最大值为15kΩ。。
优选地，所述输入电压V与输出频率F间的关系式为F=V×Rs/(2.09×R1×R2×C2)，上式中Rs为可调节电路的总电阻，R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值，C2为第二电容的电容值。
优选地，所述输出频率信号，根据F和V的线性比例关系，反向进行数据处理，就可以得到采集的直流电压信号。
优选地，输出的频率信号为矩形波。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路采用压频转换芯片，将电压信号转化为频率信号，并通过滤波电路对信号进行处理，减少了干扰脉冲的影响，避免了现有技术中逆变过程将产生大量的谐波，以及由于电源主机内部的电气环境较为恶劣,谐波直接影响到采样信号，降低了数据的正确性，无法保证采样数据的正确性等问题；本发明可有保证最终获得高质量直流电压信号，确保直流电压采集的准确性和可靠性。
（2）本发明的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路对采样电压信号进行电压频率的转换，由于频率信号受到外部环境因素的影响较小，能有效地排除直流电压信号传输过程中受到的干扰，从而确保信号采集传输过程中的准确性和可靠性，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例中提供了一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，包括：
压频转换芯片1、固定值电阻电容、可调节电路、低通滤波器电路、信号供电电源10；
所述压频转换芯片具有八个引脚，分别为第一引脚11、第二引脚12、第三引脚13、第四引脚14、第五引脚15、第六引脚16、第七引脚17、第八引脚18，所述压频转换芯片1用于将采集的电压信号转换为频率信号；
所述固定值电阻电容包括第一电阻2、第二电阻3、第一电容4、第二电容5；所述固定值电阻电容用于使输出的频率与输入的电压之间成正比，实现线性变换，且直接影响转换的频率精度，可以根据转换精度适当选择合适规格参数的电阻电容；
所述可调节电路由固定值电阻6和可调节电阻7组成；所述可调节电路可调节电路增益，即电压和频率之间的线性比例关系；
所述低通滤波器由第三电阻9和第三电容8构成，用于减少输入电压的干扰脉冲，得到较为稳定的输出脉冲；
所述第一引脚11通过第一电阻2接入输入电压信号；所述第一电容4一端接地，另一端接第一引脚11；所述第二电阻3一端接信号供电电源10，另一端与第二电容5一端连接并接入第二引脚12，所述第二电容5的另一端接地；所固定电阻6与可调节电阻7串联，固定电阻6一端接第三引脚13，可调节电阻7一端接地；第三电阻9一端与第三电容8一端相连并接入第四14、第六引脚16，第三电阻9另一端与第三电容8另一端相连接地；所述第七引脚17接信号供电电源10，第八引脚18接地；所述第五引脚15输出调制后的频率信号。
本实施例中压频转换芯片1为LM331压频转换器。
本实施例中信号供电电源10电压为+9V。
本实施例中输入电压V与输出频率F间的关系式为F=V×Rs/(2.09×R1×R2×C2)，上式中Rs为可调节电路的总电阻，R1为第一电阻2的阻值，R2为第二电阻3的阻值，C2为第二电容的电容值5。
本实施例中固定电阻6阻值10kΩ，可调节电阻7最大值为15kΩ。
本实施例中输出频率信号，根据F和V的线性比例关系，反向进行数据处理，就可以得到采集的直流电压信号。
本实施例中输出的频率信号为矩形波。
本发明的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路采用压频转换芯片，将电压信号转化为频率信号，并通过滤波电路对信号进行处理，减少了干扰脉冲的影响，避免了现有技术中逆变过程将产生大量的谐波，对采样电压信号进行电压频率的转换，由于频率信号受到外部环境因素的影响较小，能有效地排除直流电压信号传输过程中受到的干扰，从而确保信号采集传输过程中的准确性和可靠性，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，其特征在于，包括压频转换芯片、固定值电阻电容、可调节电路、低通滤波器电路、信号供电电源；
所述压频转换芯片具有八个引脚，分别为第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚，所述压频转换芯片用于将采集的电压信号转换为频率信号；
所述固定值电阻电容包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容；所述固定值电阻电容用于使输出的频率与输入的电压之间成正比，实现线性变换，且直接影响转换的频率精度，可以根据转换精度适当选择合适规格参数的电阻电容；
所述可调节电路由固定值电阻和可调节电阻组成；所述可调节电路可调节电路增益，即电压和频率之间的线性比例关系；
所述低通滤波器由第三电阻和第三电容构成，用于减少输入电压的干扰脉冲，得到较为稳定的输出脉冲；
所述第一引脚通过第一电阻接入输入电压信号；所述第一电容一端接地，另一端接第一引脚；所述第二电阻一端接信号供电电源，另一端与第二电容一端连接并接入第二引脚，所述第二电容的另一端接地；所固定电阻与可调节电阻串联，固定电阻一端接第三引脚，可调节电阻一端接地；第三电阻一端与第三电容一端相连并接入第四、第六引脚，第三电阻另一端与第三电容另一端相连接地；所述第七引脚接信号供电电源，第八引脚接地；所述第五引脚输出调制后的频率信号。
2.根据权利要求1所述的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，其特征在于，所述压频转换芯片为LM331压频转换器。
3.根据权利要求1所述的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，其特征在于，所述信号供电电源电压为+9V。
4.根据权利要求1所述的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，其特征在于，所述输入电压V与输出频率F间的关系式为F=V×Rs/(2.09×R1×R2×C2)，上式中Rs为可调节电路的总电阻，R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值，C2为第二电容的电容值。
5.根据权利要求1所述的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，其特征在于，所述固定电阻阻值10kΩ，可调节电阻最大值为15kΩ。
6.根据权利要求1所述的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，其特征在于，所述输出频率信号，根据F和V的线性比例关系，反向进行数据处理，就可以得到采集的直流电压信号。
7.根据权利要求1所述的一种集中蓄电池式应急电源用逆变器直流电压采样电路，其特征在于，输出的频率信号为矩形波。
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