CN111106808B - 隔离采样电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔离采样电路,其中采样电路的第一输出端和第二输出端分别连接第一差分放大电路的第一输入端和第二输入端,第一差分放大电路的输出端连接隔离放大电路的输入端,隔离放大电路的第一输出端和第二输出端分别连接第二差分放大电路的第一输入端和第二输入端;采样电源电路的输出端分别连接第一差分放大电路的电源端以及隔离放大电路的第一电源端,隔离放大电路的第二电源端和第二差分放大电路的电源端外接电源。由于本发明中未设置霍尔传感器以及分流器,整个隔离采样电路的功耗较低,且产生的热量也较少,进而合理的控制隔离采样电路的温漂。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域,尤其涉及一种隔离采样电路。
背景技术
在各种电子设备中,通常设置有隔离采样电路,对直流电流或交流电流进行隔离采样。
在现有的对直流电流进行隔离采样的电路中,通常需要运用到霍尔传感器或者分流器,上述元器件中,霍尔传感器的体积较大,存在供电损耗大、温漂难以控制以及高频带宽受限等缺点;分流器也存在功耗高以及温漂不好控制的缺点。容易理解的是,应用霍尔传感器或者分流器的隔离采样电路同样存在损耗大以及温漂难以控制的缺陷,因此如何提供一种能克服上述缺陷的隔离采样电路,是本领域待以解决的技术难题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种隔离采样电路,旨在解决现有的隔离采样电路存在功耗高以及温漂难以控制的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种隔离采样电路,包括采样电路、第一差分放大电路、隔离放大电路、第二差分放大电路以及采样电源电路;
所述采样电路的输入端外接电流,所述采样电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述第一差分放大电路的第一输入端和第二输入端,所述第一差分放大电路的输出端连接所述隔离放大电路的输入端,所述隔离放大电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述第二差分放大电路的第一输入端和第二输入端;
所述采样电源电路的输出端分别连接所述第一差分放大电路的电源端以及所述隔离放大电路的第一电源端,所述隔离放大电路的第二电源端和所述第二差分放大电路的电源端外接电源;
所述采样电路,用于对电流进行采样得到采样电压,并将所述采样电压发送至所述第一差分放大电路、所述隔离放大电路以及所述第二差分放大电路对所述采样电压进行放大,并对外输出放大后的采样电压。
可选地,所述第一差分采样电路包括第一阻抗子电路、第一滤波子电路以及第一运算放大器;
所述第一阻抗子电路的第一输入端和第二输入端分别作为所述第一差分采样电路的第一输入端和第二输入端,所述第一阻抗子电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述第一滤波子电路的第一输入端和第二输入端;
所述第一滤波子电路的第一输出端连接所述第一运算放大器的同相输入端,所述第一滤波子电路的第二输出端连接所述第一运算放大器的反相输入端;
所述第一运算放大器的电源端连接所述采样电源电路的输出端,所述第一运算放大器的输出端连接所述隔离放大电路的输入端。
可选地,所述第一阻抗子电路包括第一电阻以及第二电阻,所述第一滤波子电路包括第一电容以及第二电容,所述第一差分采样电路还包括第三电阻以及第四电阻;
所述第一电阻的第一端作为所述第一阻抗子电路的第一输入端,所述第一电阻的第二端作为所述第一阻抗子电路的第一输出端;
所述第二电阻的第一端作为所述第一阻抗子电路的第二输入端,所述第二电阻的第二端作为所述第一阻抗子电路的第二输出端;
所述第一电容的第一端接地,所述第一电容的第二端分别连接所述第一电阻的第二端和所述第一运算放大器的同相输入端;
所述第二电容的第一端分别连接所述第二电阻的第二端和所述第一运算放大器的反相输入端,所述第二电容的第二端接地;
所述第三电阻的第一端接地,所述第三电阻的第二端连接所述第一运算放大器的同相输入端;
所述第四电阻的第一端连接所述第一运算放大器的反相输入端,所述第四电阻的第二端连接所述第一运算放大器的输出端。
可选地,所述第二差分采样电路包括第二阻抗子电路、第二滤波子电路以及第二运算放大器;
所述第二阻抗子电路的第一输入端和第二输入端分别连接所述隔离放大电路的第一输出端和第二输出端,所述第二阻抗子电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述第二滤波子电路的第一输入端和第二输入端;
所述第二滤波子电路的第一输出端连接所述第二运算放大器的同相输入端,所述第二滤波子电路的第二输出端连接所述第二运算放大器的反相输入端;
所述第二运算放大器的电源端外接电源,所述第二运算放大器的输出端作为所述第二差分采样电路的输出端。
可选地,所述第二阻抗子电路包括第五电阻以及第六电阻,所述第二滤波子电路包括第三电容以及第四电容,所述第二差分采样电路还包括第七电阻以及第八电阻;
所述第五电阻的第一端作为所述第二阻抗子电路的第一输入端,所述第五电阻的第二端作为所述第二阻抗子电路的第一输出端;
所述第六电阻的第一端作为所述第二阻抗子电路的第二输入端,所述第六电阻的第二端作为所述第二阻抗子电路的第二输出端;
所述第三电容的第一端接地,所述第三电容的第二端分别连接所述第五电阻的第二端和所述第二运算放大器的同相输入端;
所述第四电容的第一端分别连接所述第六电阻的第二端和所述第二运算放大器的反相输入端,所述第四电容的第二端接地;
所述第七电阻的第一端接地,所述第七电阻的第二端连接所述第一运算放大器的同相输入端;
所述第八电阻的第一端连接所述第一运算放大器的反相输入端,所述第八电阻的第二端连接所述第一运算放大器的输出端。
可选地,所述采样电源电路包括变压器,保护子电路、开关单元以及导通滤波子电路;
所述变压器原边线圈的第一端作为所述采样电源电路的输入端,所述变压器原边线圈的第二端分别连接所述保护子电路的输入端和所述开关单元的输入端,所述开关单元的输出端接地;
所述变压器副边线圈的第一端连接所述导通滤波子电路的输入端,所述导通滤波子电路的输出端作为所述采样电源电路的输出端。
可选地,所述保护子电路包括第九电阻、第五电容以及第一二极管,所述导通滤波子电路包括第二二极管以及第六电容;
所述第九电阻的第一端连接所述变压器原边线圈的第一端,所述第九电阻的第二端分别连接所述第五电容的第二端和所述第一二极管的阴极;
所述第五电容的第一端分别连接所述第九电阻的第一端和所述变压器原边线圈的第一端,所述第一二极管的阳极作为所述保护子电路的输入端;
所述第二二极管的阳极作为所述导通滤波子电路的输入端,所述第二二极管的阴极连接所述第六电容的第一端,所述第六电容的第一端作为所述导通滤波子电路的输出端,所述第六电容的第二端连接所述变压器副边线圈的第二端。
可选地,所述开关单元包括MOS管,所述采样电源电路还包括第十电阻;
所述MOS管的源极作为所述开关单元的输入端,所述MOS管的漏极连接所述第十电阻的第一端,所述第十电阻的第二端接地。
可选地,所述隔离放大电路包括隔离运放芯片;
所述隔离运放芯片的第一充电端连接所述采样电源电路的输出端,所述隔离运放芯片的第二充电端外接电源,所述隔离运放芯片的第一输入端连接所述第一差分放大电路的输出端,所述隔离运放芯片的第一输出端和第二输出端分别连接所述第二差分放大电路的第一输入端和第二输入端。
可选地,所述采样电路包括第十一电阻;
所述第十一电阻的第一端外接电流,所述第十一电阻的第二端分别连接所述第一差分放大电路的第一输入端和第二输入端。
本发明公开了一种隔离采样电路,所述隔离采样电路包括采样电路、第一差分放大电路、隔离放大电路、第二差分放大电路以及采样电源电路;采样电路的输入端外接电流,采样电路的第一输出端和第二输出端分别连接第一差分放大电路的第一输入端和第二输入端,第一差分放大电路的输出端连接隔离放大电路的输入端,隔离放大电路的第一输出端和第二输出端分别连接第二差分放大电路的第一输入端和第二输入端;采样电源电路的输出端分别连接第一差分放大电路的电源端以及隔离放大电路的第一电源端,隔离放大电路的第二电源端和第二差分放大电路的电源端外接电源。
本发明通过设置采样电路对直流电流进行采样生成采样电压,再通过第一差分放大电路、隔离放大电路以及第二差分放大电路对采样电压进行隔离放大并对外输出,实现对直流电流的隔离采样。同时,由于本发明中未设置霍尔传感器以及分流器,整个隔离采样电路的功耗较低,且产生的热量也较少,进而合理的控制隔离采样电路的温漂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明隔离采样电路一实施例的结构示意图;
图2为本发明隔离采样电路中所述隔离运放芯片的结构示意图;
图3为本发明隔离采样电路中所述第一差分放大电路的电路结构示意图;
图4为本发明隔离采样电路中所述第二差分放大电路的电路结构示意图;
图5为本发明隔离采样电路中所述采样电源电路的电路结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
附图标号说明:
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
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的一部分实施例,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作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。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供了一种隔离采样电路,请参见图1,图1为本发明隔离采样电路一实施例的结构示意图。所述隔离采样电路包括采样电路10、第一差分放大电路20、隔离放大电路30、第二差分放大电路40以及采样电源电路50;采样电路10的输入端外接电流,采样电路10的第一输出端和第二输出端分别连接第一差分放大电路20的第一输入端和第二输入端,第一差分放大电路20的输出端连接隔离放大电路30的输入端,隔离放大电路30的第一输出端和第二输出端分别连接第二差分放大电路40的第一输入端和第二输入端;采样电源电路50的输入端外接电源,采样电源电路50的输出端分别连接第一差分放大电路20的电源端以及隔离放大电路30的第一电源端,隔离放大电路30的第二电源端和第二差分放大电路40的电源端外接电源。
本实施例中,设置有电源给隔离放大电路30的第二电源端、第二差分放大电路40的电源端以及采样电源电路50供电,采样电源电路50再给第一差分放大电路20的电源端以及隔离放大电路30的第二电源端供电。作为一种可选实施方案,将电源供电电压设置为5V,则采样电源电路50的总功率小于0.3V,远小于霍尔传感器和分流器的功耗。
采样电路10对电流进行采样生成采样电压,并将采样电压发送至第一差分放大电路20,应当理解的是,采样电路10输出的采样电压为差分电压信号,第一差分放大电路20和第二差分放大电路40都能起到将差分电压信号转换为单端电压信号的功能;且第一差分放大电路20能将电压放大1至10倍,第二差分放大电路40能将电压放大1至2倍。第一差分放大电路20对采样电压进行放大,并将采样电压转换为单端电压信号,隔离放大电路30再次对接收到的采样电压进行放大,并将采样电压从单端电压信号转换为差分电压信号发送至第二差分放大电路40,一般而言,隔离放大电路30能将采样电压放大1至8倍;最后,由第二差分放大电路40放大采样电压,并将采样电压转换为单端电压信号后输出。
例如,当采样电路10接收的电流为400A时,采样电路10输出20mV的采样电压,第一差分放大电路20将采样电压放大至200mV,隔离放大电路30将采样电压从200mV放大至1.6V,最后由第二差分放大电路40将采样电压放大至3.2V并对外输出,完成对直流电流的隔离采样。
作为一种可选方案,本实施例中的隔离放大电路30可以为隔离运放芯片,具体的,请参阅图2,图2为本发明隔离采样电路中所述隔离运放芯片31的结构示意图。隔离运放芯片31的第一电源端和第二电源端分别连接采样电源电路50和电源,输入端连接第一差分放大电路20,第一输出端和第二输出端连接第二差分放大电路40。
本实施例通过上述方式,设置采样电路10对直流电流进行采样得到采样电压,设置第一差分放大电路20、隔离放大电路30以及第二差分放大电路40将采样电压进行放大的同时,将采样电压从差分电压信号转换为单端电压信号再转换为差分电压信号实现对电压的隔离采样。由于本实施例中未设置霍尔传感器以及分流器,整个隔离采样电路的功耗较低,且产生的热量也较少,进而合理的控制隔离采样电路的温漂。
进一步地,请参阅图3,图3为本发明隔离采样电路中第一差分放大电路20的电路结构示意图。第一差分采样电路10包括第一阻抗子电路21、第一滤波子电路22以及第一运算放大器U1;第一阻抗子电路21的第一输入端和第二输入端分别作为第一差分采样电路10的第一输入端和第二输入端,第一阻抗子电路21的第一输出端和第二输出端分别连接第一滤波子电路22的第一输入端和第二输入端;第一滤波子电路22的第一输出端连接第一运算放大器U1的同相输入端,第一滤波子电路22的第二输出端连接第一运算放大器U1的反相输入端;第一运算放大器U1的电源端连接采样电源电路50的输出端,第一运算放大器U1的输出端连接隔离放大电路30的输入端。
进一步地,第一阻抗子电路21包括第一电阻R1以及第二电阻R2,第一滤波子电路22包括第一电容C1以及第二电容C2,第一差分采样电路10还包括第三电阻R3以及第四电阻R4;第一电阻R1的第一端作为第一阻抗子电路21的第一输入端,第一电阻R1的第二端作为第一阻抗子电路21的第一输出端;第二电阻R2的第一端作为第一阻抗子电路21的第二输入端,第二电阻R2的第二端作为第一阻抗子电路21的第二输出端;第一电容C1的第一端接地,第一电容C1的第二端分别连接第一电阻R1的第二端和第一运算放大器U1的同相输入端;第二电容C2的第一端分别连接第二电阻R2的第二端和第一运算放大器U1的反相输入端,第二电容C2的第二端接地;第三电阻R3的第一端接地,第三电阻R3的第二端连接第一运算放大器U1的同相输入端;第四电阻R4的第一端连接第一运算放大器U1的反相输入端,第四电阻R4的第二端连接第一运算放大器U1的输出端。
本实施例中的第一差分放大电路20包括第一阻抗子电路21、第一滤波子电路22以及第一运算放大器U1。第一阻抗子电路21中包括第一电阻R1和第二电阻R2,通过设置两个电阻并限定它们的连接关系,用于实现阻抗匹配功能,防止采样电压过高击穿第一运算放大器U1;第一滤波子电路22中包括第一电容C1和第二电容C2,通过设置两个电容并限定它们的连接关系,用于实现滤除采样电压中的干扰信号。此外,第一差分放大电路20中还设置有第三电阻R3和第四电阻R4,通过设置第三电阻R3起到阻抗匹配的作用,通过设置第四电阻R4调整第一运算放大器U1的放大倍数。
本实施例通过上述方式配置第一差分放大电路20,使得第一差分放大电路20稳定的对采样电压进行放大,并对采样电压从差分电压信号转换为单端电压信号。
进一步地,请参阅图4,图4为本发明隔离采样电路中第二差分放大电路40的电路结构示意图。第二差分采样电路10包括第二阻抗子电路41、第二滤波子电路42以及第二运算放大器U2;第二阻抗子电路41的第一输入端和第二输入端分别连接隔离放大电路30的第一输出端和第二输出端,第二阻抗子电路41的第一输出端和第二输出端分别连接第二滤波子电路42的第一输入端和第二输入端;第二滤波子电路42的第一输出端连接第二运算放大器U2的同相输入端,第二滤波子电路42的第二输出端连接第二运算放大器U2的反相输入端;第二运算放大器U2的电源端外接电源,第二运算放大器U2的输出端作为第二差分采样电路10的输出端。
进一步地,第二阻抗子电路41包括第五电阻R5以及第六电阻R6,第二滤波子电路42包括第三电容C3以及第四电容C4,第二差分采样电路10还包括第七电阻R7以及第八电阻R8;第五电阻R5的第一端作为第二阻抗子电路41的第一输入端,第五电阻R5的第二端作为第二阻抗子电路41的第一输出端;第六电阻R6的第一端作为第二阻抗子电路41的第二输入端,第六电阻R6的第二端作为第二阻抗子电路41的第二输出端;第三电容C3的第一端接地,第三电容C3的第二端分别连接第五电阻R5的第二端和第二运算放大器U2的同相输入端;第四电容C4的第一端分别连接第六电阻R6的第二端和第二运算放大器U2的反相输入端,第四电容C4的第二端接地;第七电阻R7的第一端接地,第七电阻R7的第二端连接第一运算放大器U1的同相输入端;第八电阻R8的第一端连接第一运算放大器U1的反相输入端,第八电阻R8的第二端连接第一运算放大器U1的输出端。
本实施例中的第二差分放大电路40包括第二阻抗子电路41、第二滤波子电路42以及第二运算放大器U2。第二阻抗子电路41中包括第五电阻R5和第六电阻R6,通过设置两个电阻并限定它们的连接关系,用于实现阻抗匹配功能,防止采样电压过高击穿第二运算放大器U2;第二滤波子电路42中包括第三电容C3和第四电容C4,通过设置两个电容并限定它们的连接关系,用于实现滤除采样电压中的干扰信号。此外,第二差分放大电路40中还设置有第七电阻R7和第八电阻R8,通过设置第七电阻R7起到阻抗匹配的作用,通过设置第八电阻R8调整第二运算放大器U2的放大倍数。
本实施例通过上述方式配置第二差分放大电路40,使得第二差分放大电路40稳定的对采样电压进行放大,并对采样电压从差分电压信号转换为单端电压信号。
进一步地,请参阅图5,图5为本发明隔离采样电路中采样电源电路50的电路结构示意图。采样电源电路50包括变压器T1,保护子电路51、开关单元53以及导通滤波子电路52;变压器T1原边线圈的第一端作为采样电源电路50的输入端,变压器T1原边线圈的第二端分别连接保护子电路51的输入端和开关单元53的输入端,开关单元53的输出端接地;变压器T1副边线圈的第一端连接导通滤波子电路52的输入端,导通滤波子电路52的输出端作为采样电源电路50的输出端。
进一步地,保护子电路51包括第九电阻R9、第五电容C5以及第一二极管D1,导通滤波子电路52包括第二二极管D2以及第六电容C6;第九电阻R9的第一端连接变压器T1原边线圈的第一端,第九电阻R9的第二端分别连接第五电容C5的第二端和第一二极管D1的阴极;第五电容C5的第一端分别连接第九电阻R9的第一端和变压器T1原边线圈的第一端,第一二极管D1的阳极作为保护子电路51的输入端;第二二极管D2的阳极作为导通滤波子电路52的输入端,第二二极管D2的阴极连接第六电容C6的第一端,第六电容C6的第一端作为导通滤波子电路52的输出端,第六电容C6的第二端连接变压器T1副边线圈的第二端。
进一步地,开关单元53包括MOS管Q1,采样电源电路50还包括第十电阻R10;MOS管Q1的源极作为开关单元53的输入端,MOS管Q1的漏极连接第十电阻R10的第一端,第十电阻R10的第二端接地。
进一步地,采样电路10包括第十一电阻(图中未标识);
所述第十一电阻的第一端外接电流,所述第十一电阻的第二端分别连接所述第一差分放大电路20的第一输入端和第二输入端。
本实施例中,上述采样电源电路50包括变压器T1、保护子电路51、开关单元53以及导通滤波子电路52,其中保护子电路51和开关单元53设置在变压器T1的原边线圈,导通滤波子电路52设置在变压器T1的副边线圈,变压器T1原边线圈的第一端外接电源。
所述开关单元53,用于控制变压器T1原边线圈向变压器T1副边线圈传输电压;所述保护子电路51,用于在开关单元53关断时,保护变压器T1不被冗余的电压击穿;所述导通滤波子电路52,用于控制变压器T1从其副边线圈的第一端单向输出电压。当开关单元53导通时,变压器T1副边线圈接收到电源输出的电压,通过导通滤波子电路52,在变压器T1副边线圈的第一端对外输出电压,实现对第一差分放大电路20和隔离放大电路30的供电;当开关单元53关断后,在变压器T1原边线圈的存储的多余电压从原边线圈的第二端传输至保护子电路51,保护子电路51对电压进行吸收。
本实施例中,保护子电路51包括第九电阻R9、第五电容C5以及第一二极管D1,在开关单元53断开后,变压器T1原边线圈如若存储有冗余电压,则冗余电压通过原边线圈的第二端流入保护子电路51,保护子电路51中的第一二极管D1利用单向导通性,将冗余电压引入第九电阻R9和第五电容C5,实现对电压的吸收。作为一种可选方案,可以将开关单元53设置为MOS管Q1,MOS管Q1导通即开关单元53导通,MOS管Q1关断即开关单元53关断;此外还可以设置MOS管Q1的漏极连接第十电阻R10,第十电阻R10的另一端接地,作为接地电阻,起到保护开关单元53的作用。导通滤波子电路52包括第二二极管D2和第六电容C6,在变压器T1副边线圈接收到电压后,利用二极管的单向导电性,使得变压器T1从副边线圈的第一端对外输出电压,通过设置第六电容C6滤波电压中的干扰信号。
容易理解的是,当采样电源电路50输入端接收的是5V电压时,对应的,采样电源电路50输出的也是5V电压。本实施例通过上述方式设置采样电源电路50,保证对第一差分放大电路20和隔离放大电视进行稳定的供电。
此外,采样电路10的输入端可以通过外接被测电路的方式,接收被测电路发送的电流,并对电流进行采样,生成采样电压。作为一种可选方案,所述采样电路10可以为采样电阻即第十一电阻,将第十一电阻的阻值设置为50微欧,被测电路输出的电流从第十一电阻的第一端输入,从第十一电阻的第二端输出,第十一电阻的第二端还分别连接第一差分放大电路20的第一输入端和第二输入端,采样电阻用于将电流转换为电压,实现对电流的采样,且由于设置的采样电阻的阻值较小,产生的功耗较低,温漂情况也容易控制。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种隔离采样电路,其特征在于,包括采样电路、第一差分放大电路、隔离放大电路、第二差分放大电路以及采样电源电路;
所述采样电路的输入端外接电流,所述采样电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述第一差分放大电路的第一输入端和第二输入端,所述第一差分放大电路的输出端连接所述隔离放大电路的输入端,所述隔离放大电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述第二差分放大电路的第一输入端和第二输入端,其中,所述采样电路对电流进行采样生成第一采样电压,并将所述第一采样电压发送至第一差分放大电路,所述第一差分放大电路对所述第一采样电压进行放大,并将所述第一采样电压转换为单端电压信号,所述隔离放大电路对接收到的第二采样电压进行放大,并将所述接收到的第二采样电压从单端电压信号转换为差分电压信号发送至所述第二差分放大电路,所述第二差分放大电路对接收到的第三采样电压进行放大,并将所述第三采样电压转换为单端电压信号后输出;
所述采样电源电路的输出端分别连接所述第一差分放大电路的电源端以及所述隔离放大电路的第一电源端,所述隔离放大电路的第二电源端和所述第二差分放大电路的电源端外接电源,其中,所述采样电源电路给所述第一差分放大电路的电源端以及所述隔离放大电路的第一电源端供电;
所述采样电路,用于对电流进行采样得到采样电压,并将所述采样电压发送至所述第一差分放大电路、所述隔离放大电路以及所述第二差分放大电路对所述采样电压进行放大,并对外输出放大后的采样电压。
2.如权利要求1所述的隔离采样电路,其特征在于,所述第一差分采样电路包括第一阻抗子电路、第一滤波子电路以及第一运算放大器;
所述第一阻抗子电路的第一输入端和第二输入端分别作为所述第一差分采样电路的第一输入端和第二输入端,所述第一阻抗子电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述第一滤波子电路的第一输入端和第二输入端;
所述第一滤波子电路的第一输出端连接所述第一运算放大器的同相输入端,所述第一滤波子电路的第二输出端连接所述第一运算放大器的反相输入端;
所述第一运算放大器的电源端连接所述采样电源电路的输出端,所述第一运算放大器的输出端连接所述隔离放大电路的输入端。
3.如权利要求2所述的隔离采样电路,其特征在于,所述第一阻抗子电路包括第一电阻以及第二电阻,所述第一滤波子电路包括第一电容以及第二电容,所述第一差分采样电路还包括第三电阻以及第四电阻;
所述第一电阻的第一端作为所述第一阻抗子电路的第一输入端,所述第一电阻的第二端作为所述第一阻抗子电路的第一输出端;
所述第二电阻的第一端作为所述第一阻抗子电路的第二输入端,所述第二电阻的第二端作为所述第一阻抗子电路的第二输出端;
所述第一电容的第一端接地,所述第一电容的第二端分别连接所述第一电阻的第二端和所述第一运算放大器的同相输入端;
所述第二电容的第一端分别连接所述第二电阻的第二端和所述第一运算放大器的反相输入端,所述第二电容的第二端接地;
所述第三电阻的第一端接地,所述第三电阻的第二端连接所述第一运算放大器的同相输入端;
所述第四电阻的第一端连接所述第一运算放大器的反相输入端,所述第四电阻的第二端连接所述第一运算放大器的输出端。
4.如权利要求3所述的隔离采样电路,其特征在于,所述第二差分采样电路包括第二阻抗子电路、第二滤波子电路以及第二运算放大器;
所述第二阻抗子电路的第一输入端和第二输入端分别连接所述隔离放大电路的第一输出端和第二输出端,所述第二阻抗子电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述第二滤波子电路的第一输入端和第二输入端;
所述第二滤波子电路的第一输出端连接所述第二运算放大器的同相输入端,所述第二滤波子电路的第二输出端连接所述第二运算放大器的反相输入端;
所述第二运算放大器的电源端外接电源,所述第二运算放大器的输出端作为所述第二差分采样电路的输出端。
5.如权利要求4所述的隔离采样电路,其特征在于,所述第二阻抗子电路包括第五电阻以及第六电阻,所述第二滤波子电路包括第三电容以及第四电容,所述第二差分采样电路还包括第七电阻以及第八电阻;
所述第五电阻的第一端作为所述第二阻抗子电路的第一输入端,所述第五电阻的第二端作为所述第二阻抗子电路的第一输出端;
所述第六电阻的第一端作为所述第二阻抗子电路的第二输入端,所述第六电阻的第二端作为所述第二阻抗子电路的第二输出端;
所述第三电容的第一端接地,所述第三电容的第二端分别连接所述第五电阻的第二端和所述第二运算放大器的同相输入端;
所述第四电容的第一端分别连接所述第六电阻的第二端和所述第二运算放大器的反相输入端,所述第四电容的第二端接地;
所述第七电阻的第一端接地,所述第七电阻的第二端连接所述第一运算放大器的同相输入端;
所述第八电阻的第一端连接所述第一运算放大器的反相输入端,所述第八电阻的第二端连接所述第一运算放大器的输出端。
6.如权利要求1所述的隔离采样电路,其特征在于,所述采样电源电路包括变压器,保护子电路、开关单元以及导通滤波子电路;
所述变压器原边线圈的第一端作为所述采样电源电路的输入端,所述变压器原边线圈的第二端分别连接所述保护子电路的输入端和所述开关单元的输入端,所述开关单元的输出端接地;
所述变压器副边线圈的第一端连接所述导通滤波子电路的输入端,所述导通滤波子电路的输出端作为所述采样电源电路的输出端。
7.如权利要求6所述的隔离采样电路,其特征在于,所述保护子电路包括第九电阻、第五电容以及第一二极管,所述导通滤波子电路包括第二二极管以及第六电容;
所述第九电阻的第一端连接所述变压器原边线圈的第一端,所述第九电阻的第二端分别连接所述第五电容的第二端和所述第一二极管的阴极;
所述第五电容的第一端分别连接所述第九电阻的第一端和所述变压器原边线圈的第一端,所述第一二极管的阳极作为所述保护子电路的输入端;
所述第二二极管的阳极作为所述导通滤波子电路的输入端,所述第二二极管的阴极连接所述第六电容的第一端,所述第六电容的第一端作为所述导通滤波子电路的输出端,所述第六电容的第二端连接所述变压器副边线圈的第二端。
8.如权利要求6所述的隔离采样电路,其特征在于,所述开关单元包括MOS管,所述采样电源电路还包括第十电阻;
所述MOS管的源极作为所述开关单元的输入端,所述MOS管的漏极连接所述第十电阻的第一端,所述第十电阻的第二端接地。
9.如权利要求1所述的隔离采样电路,其特征在于,所述隔离放大电路包括隔离运放芯片;
所述隔离运放芯片的第一充电端连接所述采样电源电路的输出端,所述隔离运放芯片的第二充电端外接电源,所述隔离运放芯片的第一输入端连接所述第一差分放大电路的输出端,所述隔离运放芯片的第一输出端和第二输出端分别连接所述第二差分放大电路的第一输入端和第二输入端。
10.如权利要求1-9中任意一项所述的隔离采样电路,其特征在于,所述采样电路包括第十一电阻;
所述第十一电阻的第一端外接电流,所述第十一电阻的第二端分别连接所述第一差分放大电路的第一输入端和第二输入端。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202583298U (zh) * | 2012-04-14 | 2012-12-05 | 漳州科华技术有限责任公司 | 一种交流电压隔离采样电路 |
JP2013121118A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Sony Corp | 正帰還増幅器およびインターポレーション回路 |
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CN203849325U (zh) * | 2014-06-06 | 2014-09-24 | 厦门科华恒盛股份有限公司 | 交直流电压隔离差分采样电路 |
CN107328978A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-11-07 | 北京机械设备研究所 | 一种交流电中直流分量的隔离检测电路 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013121118A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Sony Corp | 正帰還増幅器およびインターポレーション回路 |
CN202583298U (zh) * | 2012-04-14 | 2012-12-05 | 漳州科华技术有限责任公司 | 一种交流电压隔离采样电路 |
CN103698579A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-02 | 长沙奥托自动化技术有限公司 | 低压变频器直流电压采样装置 |
CN203849325U (zh) * | 2014-06-06 | 2014-09-24 | 厦门科华恒盛股份有限公司 | 交直流电压隔离差分采样电路 |
CN107328978A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-11-07 | 北京机械设备研究所 | 一种交流电中直流分量的隔离检测电路 |
CN108336980A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-27 | 深圳先进技术研究院 | 一种功率放大器 |
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一种光耦隔离电路及其在并网逆变器中的应用;张逸飞;孙绍华;羊绛军;王立伟;;佳木斯大学学报(自然科学版)(第05期);23-26 * |
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