CN203672964U - 一种高频除尘电源谐振电流的积分电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高频除尘电源谐振电流的积分电路，包括电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路、积分电路、限幅滤波电路和积分开关电路，其中电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路和积分电路依次相连，限幅滤波电路和积分开关电路均与积分电路相连。该电路原理简单，抗干扰能力强，能精准的反应测量值，线性度好，实用性强，易于实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高频除尘电源谐振电流的积分电路。
背景技术
随着科学与技术的进步和社会的发展，新型的高频除尘电源应运而生，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，而由于高频高压电源的电场与磁场环境复杂，干扰严重，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，抗干扰能力弱，测量信号范围小，很难适应高频高压电源的电场与磁场环境。
发明内容
针对现有的信号检测电路不能适应高频高压电源的问题，本实用新型的目的是提供一种高频除尘电源谐振电流的积分电路，该电路采用霍尔电流互感器采样高频谐振电流信号，通过并联电阻将电流信号变换成电压信号，模拟电路对高频电压信号进行处理，将交流信号取绝对值后进行光耦隔离处理，将模拟信号与数字信号隔离，减少互相影响，再对信号进行取反并积分，并且积分是可控的，最后把经过滤波处理的信号送入DSP。本电路能对高频除尘电源的谐振电流有效检测。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
一种高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于：该电路包括电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路、积分电路、限幅滤波电路和积分开关电路，其中电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路和积分电路依次相连，限幅滤波电路和积分开关电路均与积分电路相连。
所述的电流检测电路中，霍尔电流互感器感应高频谐振电流，并联接入电阻R1，将输出侧的感应电流变换为电压，通过并联电容C1和瞬态抑制二极管T1减少干扰信号对电路的影响。
所述的绝对值电路包括：运算放大器U11、U12、电阻R2-R10、二极管D1、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阳极与运算放大器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，此绝对值电路能不失真的对高频电压信号取绝对值。
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C13，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。
所述的反相电路包括：运算放大器U51、电阻R14-R17和电容C5-C7，其中：电阻R14与运算放大器U51负相相连，电阻R16、R17串联后与电容C5并联，并接在运算放大器U51负相与输出端之间，其中电阻R17可以对运算放大器的放大倍数实现微调，电容C5起到降噪的作用，电阻R15与运算放大器U51正相相连后接数字地，电容C6与C7分别于运算放大器U51的供电端相连，然后再与数字地相连，起到滤波的作用，本电路实现对信号的取反。
所述的积分电路包括：运算放大器U52、电阻R18、R19和电容C8，其中：电阻R18与运算放大器U52的负相相连，电阻R19与运算放大器U52的正相相连，电容C8连接在运算放大器U52的负相与输出端之间，对信号进行积分。
所述的限幅滤波电路包括：电阻R20、电容C9、稳压二极管D3，其中：电容C9与稳压二极管D3并联后一端与电阻R20输出端连接，另一端接数字地，电阻R20将运算放大器U52输出的信号输送给DSP处理，其中稳压二极管D3起到稳压的作用，将输出的电压信号维持在一定范围内，电阻R20与电容C9组成低通滤波电路，对信号进行滤波处理。
所述的积分开关电路包括：电阻R21-R24、电容C10、稳压二极管D4、电子开关U6和光耦U7，其中：来自DSP的控制信号经过电阻R24送给光耦U7的4脚，电阻R22与稳压二极管D4串联构成钳位电路，并与电子开关U6的5脚和光耦U7的7、8两脚相连，同时连接电容C10进行滤波处理，电阻R23连接在电子开关U6的4脚和光耦U7的7脚之间，同时电子开关U6的4脚和光耦U7的6脚短路，电子开关U6的1、2两脚并联在电容C8上，实现对积分电路的开关。
本实用新型过程如下：首先由电流检测电路将谐振电流信号转化成电压信号，同时由绝对值电路对电压信号取绝对值，并经光耦隔离电路进行隔离处理，再由反相电路对信号取反，取反后再由积分电路对信号进行积分，最后经过限幅滤波电路送往DSP处理，而积分电路由积分开关电路进行控制。
与现在技术相比，本实用新型具有以下有益效果：第一、用模拟电路对高频高压电源的谐振电流进行处理，电路简单，易于实现；第二、通过电路处理可以实现交流信号前后两个半波的积分比较；第三、通过模拟信号与数字信号的隔离，大大的减少了外部的干扰，增加检测信号的实用性；第四、积分后的电压信号经过限幅滤波电路可直接送给DSP处理。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图1和图2对本实用新型的实施例做详细说明：
如图1所示，本实施例包括：电流检测电路1、绝对值电路2、光耦隔离电路3、反相电路4、积分电路5、限幅滤波电路6、积分开关电路7。其中电流检测电路、绝对值电路、光耦隔离电路、反相电路和积分电路依次相连，限幅滤波电路和积分开关电路均与积分电路相连。
电流检测电路中，霍尔电流互感器CT(型号LT308-S7)感应高频高压电源一次侧的电流I,并联电阻R1将感应电流变换成电压，再并联电容C1和瞬态抑制二极管T1，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。
绝对值电路中，电阻R2与运算放大器U11（型号AD8034）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阳极与运算放大器U12（型号AD8034）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R10接模拟地。通过调节电阻R5、R8实现对绝对值电路的微调，此绝对值电路能够不失真的对高频电压信号取绝对值。
光耦隔离电路中，电阻R11与运算放大器U21（型号AD8034）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(型号 HCNR201)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（型号AD8034）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。
反相电路中，电阻R14与运算放大器U51（型号AD8034）负相相连，电阻R16、R17串联后与电容C5并联，并接在运算放大器U51负相与输出端之间，其中电阻R17可以对运算放大器的放大倍数实现微调，电容C5起到降噪的作用，电阻R15与运算放大器U51正相相连后接数字地，电容C6、C7分别于运算放大器U51的供电端相连，然后再与数字地相连，起到滤波的作用，本电路实现对信号的取反。
积分电路中， 电阻R18与运算放大器U52（型号AD8034）的负相相连，电阻R19与运算放大器U52的正相相连，电容C8连接在运算放大器U52的负相与输出端之间，对信号进行积分。
限幅滤波电路中，电容C9与稳压二极管D3（稳压值5V）并联后一端与电阻R20输出端连接，另一端接数字地，电阻R20将运算放大器U52输出的信号输送给DSP处理，其中稳压管D3将电压限幅在5V以内，电阻R20与电容C9组成低通滤波电路，对信号进行滤波处理。
积分开关电路中，来自DSP的控制信号经过电阻R24送给光耦U7（型号HCPL-600）的4脚，电阻R22与稳压二极管D4（稳压值5V）串联构成钳位电路，并与开关U6（型号MAX4626）的5脚和光耦U7的7、8两脚相连，同时连接电容C10进行滤波处理，电阻R23连接在开关U6的4脚和光耦U7的7脚之间，同时开关U6的4脚和光耦U7的6脚短路，开关U6的1、2两脚并联在电容C8上，实现对积分电路的开关。
本实用新型首先由电流检测电路将谐振电流信号转化成电压信号，同时由绝对值电路对电压信号取绝对值，并经光耦隔离电路进行隔离处理，再由反相电路对信号取反，取反后再由积分电路对信号进行积分，最后经过限幅滤波电路送往DSP处理，而积分电路由积分开关电路进行控制。为了减少电路间的相互干扰，本电路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，U1A与U1B、U5A与U5B分别集成在一个芯片中，采用同一个电源给芯片供电。
Claims (8)
1.一种高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于：该电路包括电流检测电路（1）、绝对值电路（2）、光耦隔离电路（3）、反相电路（4）、积分电路（5）、限幅滤波电路（6）和积分开关电路（7），其中电流检测电路（1）、绝对值电路（2）、光耦隔离电路（3）、反相电路（4）和积分电路（5）依次相连，限幅滤波电路（6）和积分开关电路（7）均与积分电路（5）相连。
2.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于：所述的电流检测电路（1）中，霍尔电流互感器感应高频谐振电流，并联接入电阻R1、滤波电容C1、瞬态抑制二极管T1，并联电阻R1将输出侧的感应电流变换成电压信号，霍尔电流互感器的负相接模拟地，精确反应原边电流的电流变化。
3.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于：所述的绝对值电路（2）包括：运算放大器（U11、U12）、电阻（R2-R10）、二极管（D1、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。
4.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于：所述的光耦隔离电路（3）包括：运算放大器（U21、U41）、光耦（U3）、电阻（R11-R13）和电容（C13）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。
5.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于：所述的反相电路（4）包括：运算放大器（U51）、电阻(R14-R17)和电容（C5-C7），其中：电阻R14与运算放大器U51负相相连，电阻R16、R17串联后与电容C5并联，并接在运算放大器U51负相与输出端之间，其中电阻R17对运算放大器的放大倍数实现微调，电容C5起到降噪的作用，电阻R15与运算放大器U51正相相连后接数字地，电容C6、C7分别于运算放大器U51的供电端相连，然后再与数字地相连，起到滤波的作用，实现对信号的取反。
6.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于：所述的积分电路（5）包括：运算放大器（U52）、电阻（R18、R19）和电容（C8），其中：电阻R18与运算放大器U52的负相相连，电阻R19与运算放大器U52的正相相连，电容C8连接在运算放大器U52的负相与输出端之间，对信号进行积分。
7.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于：所述的限幅滤波电路（6）包括：电阻（R20）、电容(C9)、稳压二极管(D3)，其中：电容C9与稳压二极管D3并联后一端与电阻R20输出端连接，另一端接数字地，电阻R20将运算放大电路U52输出的信号输送给DSP处理，其中稳压二极管D3起到限幅的作用，将输出的电压信号维持在一定范围内，电阻R20与电容C9组成低通滤波电路，对信号进行滤波处理，使信号更加平滑。
8.根据权利要求1所述的高频除尘电源谐振电流的积分电路，其特征在于：所述的积分开关电路（7）包括：电阻(R21-R24)、电容（C10）、稳压二极管（D4）、电子开关(U6)和光耦（U7），其中：来自DSP的控制信号经过电阻（R24）送给光耦（U7）的4脚，电阻（R22）与稳压二极管（D4）串联构成钳位电路，并与电子开关(U6)的5脚和光耦（U7）的7、8两脚相连，同时连接电容（C10）进行滤波处理，电阻（R23）连接在电子开关(U6)的4脚和光耦（U7）的7脚之间，同时电子开关(U6)的4脚和光耦（U7）的6脚短路，电子开关（U6）的1、2两脚并联在电容（C8）上，实现对积分电路的开关。
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