CN203674983U - 一种电压取样电路及高压电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电压取样电路及高压电源，所述电压取样电路包括：由电阻R1、R2组成的电阻分压电路；与电阻R2两端相连接的压频转换器；连接压频转换器的光纤发射器；通过光纤连接光纤发射器的光纤接收器；连接光纤接收器的频压转换器；连接频压转换器的放大电路；连接放大电路的比较电路；所述光纤接收器、频压转换器、放大电路和比较电路共地；所述压频转换器和光纤发射器共地。本实用新型通过光纤发射器和光纤接收器实现了高压电源主电路部分与电压取样电路部分之间的电气隔离，能够避免高压电源主电路部分与电压取样电路部分共地所带来的干扰以及由此导致的取样电压波动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电压取样电路及高压电源。
背景技术
电压取样电路广泛应用于高压电源等场合，现有技术中的电压取样电路一般包括串接在高压电源等输出端之间的电阻分压电路、连接电阻分压电路的放大电路、以及连接放大电路和输入给定电压作为基准电压的比较电路；当高压电源为单极性电源时，参考图1所示，负载一端接高压电源输出正端，另一端直接与大地连接，高压电源输出负端与大地连接，电压取样电路以高压电源输出负端为电位参考点，由于电压取样电路与高压电源主电路共地，容易造成对电压取样电路的共地干扰，导致取样电压的波动和不准；当高压电源为双极性电源时，参考图2所示，负载一端接高压电源输出负端，另一端直接与大地连接，高压电源输出正端与大地连接；电压取样电路以高压电源输出负端作为电位参考点，则使得电压取样电路以及与电压取样电路相连接的控制驱动电路等均工作在负高压状态，具有人为操作触点的危险甚至使电路无法正常工作。
发明内容
本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种电路简单、成本低的电压取样电路及高压电源。
本实用新型的技术方案是：
一种电压取样电路，其特征在于包括：
由电阻R1、R2组成的电阻分压电路；所述电阻分压电路两端作为电压取样电路的输入端；
与电阻R2两端相连接，用于将电阻R2两端的直流电压转换为具有与该电压幅值成正比的频率的脉冲信号的压频转换器；
连接压频转换器，用于将压频转换器输出的所述脉冲信号转换为该脉冲信号对应的光信号通过光纤发送的光纤发射器；
通过光纤连接光纤发射器，用于接收通过光纤传导过来的所述光信号并转换为该光信号对应的所述脉冲信号的光纤接收器；
连接光纤接收器，用于光纤接收器输出的所述脉冲信号转换为幅值与该脉冲信号具有频率成正比的直流电压信号的频压转换器；
连接频压转换器，用于将频压转换器输出直流电压信号进行放大的放大电路；
连接放大电路，用于将给定电压作为基准电压并与放大电路输出直流电压信号进行比较后输出高电平或低电平的比较电路；
所述光纤接收器、频压转换器、放大电路和比较电路共地；所述压频转换器和光纤发射器共地。
一种高压电源，包括逆变电路；通过驱动电路控制逆变电路工作状态的控制电路；还包括如上述所述的电压取样电路；所述电压取样电路包括的电阻分压电路串接在高压电源输出正端与输出负端之间；所述电阻R2一端连接电阻R1，另一端与高压电源输出负端相连接；所述电压取样电路包括的比较电路的输出端与控制电路相连接；所述高压电源输出端与电压取样电路输出端不共地。
由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种电压取样电路及高压电源，通过光纤发射器和光纤接收器实现了高压电源主电路部分与电压取样电路部分之间的电气隔离，能够避免高压电源主电路部分与电压取样电路部分共地所带来的干扰以及由此导致的取样电压波动，且隔离电压只与光纤长度有关，能够满足任意高电压的隔离要求，提高了隔离电压等级；采用压频转换器和频压转换器，能够实现信号的远距离无噪声传输。
附图说明
图1是包括现有电压取样电路的单极性高压电源的结构框图；
图2是包括现有电压取样电路的双极性高压电源的结构框图；
图3是包括本实用新型所述电压取样电路的高压电源的结构框图；
图4是本实用新型所述压频转换器、光纤发射器、光纤接收器和频压转换器的相关电路原理图。
具体实施方式
如图3所述的一种电压取样电路，包括：由电阻R1、R2组成的电阻分压电路；所述电阻分压电路两端作为电压取样电路的输入端；与电阻R2两端相连接，用于将电阻R2两端的直流电压转换为具有与该电压幅值成正比的频率的脉冲信号的压频转换器；连接压频转换器，用于将压频转换器输出的所述脉冲信号转换为该脉冲信号对应的光信号通过光纤发送的光纤发射器；通过光纤连接光纤发射器，用于接收通过光纤传导过来的所述光信号并转换为该光信号对应的所述脉冲信号的光纤接收器；连接光纤接收器，用于光纤接收器输出的所述脉冲信号转换为幅值与该脉冲信号具有频率成正比的直流电压信号的频压转换器；连接频压转换器，用于将频压转换器输出直流电压信号进行放大的放大电路；连接放大电路，用于将给定电压作为基准电压并与放大电路输出直流电压信号进行比较后输出高电平或低电平的比较电路；所述光纤接收器、频压转换器、放大电路和比较电路共地；所述压频转换器和光纤发射器共地。
图4示出了本实用新型所述压频转换器、光纤发射器、光纤接收器和频压转换器的相关电路原理图，其中压频转换器包括压频转换芯片U1及其外围电路；光纤发射器包括U3模块，其采用T-2522Z；光纤接收器包括U4模块，其采用R-2522Z；频压转换器包括频压转换芯片U2及其外围电路；所述压频转换芯片U1和频压转换芯片U2采用LM331芯片；图4中的Vin端和压频转换芯片U1的第4引脚分别与电阻R2两端相连接；图4中的Vout端和频压转换芯片U2的第4引脚分别与放大电路的输入端相连接，即电阻分压电路的输出信号经由压频转换器、光纤发射器、光纤接收器和频压转换器处理后传输至放大电路，放大电路将频压转换器输出直流电压信号进行放大，比较电路将给定电压作为基准电压并与放大电路输出直流电压信号进行比较后输出高电平或低电平，所述放大电路和比较电路可以分别采用现有技术中的运算放大器和比较器。
如图3所示的一种高压电源，包括逆变电路；通过驱动电路控制逆变电路工作状态的控制电路；还包括如上述所述的电压取样电路；所述电压取样电路包括的电阻分压电路串接在高压电源输出正端与输出负端之间；所述电阻R2一端连接电阻R1，另一端与高压电源输出负端相连接；所述电压取样电路包括的比较电路的输出端与控制电路相连接；所述高压电源输出端与电压取样电路输出端不共地。
本实用新型提供的一种电压取样电路及高压电源，通过光纤发射器和光纤接收器实现了高压电源主电路部分与电压取样电路部分之间的电气隔离，能够避免高压电源主电路部分与电压取样电路部分共地所带来的干扰以及由此导致的取样电压波动，且隔离电压只与光纤长度有关，能够满足任意高电压的隔离要求，解决了现有技术中普通的隔离芯片如光耦等只能隔离几千伏的电压，对于上万伏甚至几十万伏的高压却无能为力的问题，提高了隔离电压等级；采用压频转换器和频压转换器，能够实现信号的远距离无噪声传输。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种电压取样电路，其特征在于包括：
由电阻R1、R2组成的电阻分压电路；所述电阻分压电路两端作为电压取样电路的输入端；
与电阻R2两端相连接，用于将电阻R2两端的直流电压转换为具有与该电压幅值成正比的频率的脉冲信号的压频转换器；
连接压频转换器，用于将压频转换器输出的所述脉冲信号转换为该脉冲信号对应的光信号通过光纤发送的光纤发射器；
通过光纤连接光纤发射器，用于接收通过光纤传导过来的所述光信号并转换为该光信号对应的所述脉冲信号的光纤接收器；
连接光纤接收器，用于光纤接收器输出的所述脉冲信号转换为幅值与该脉冲信号具有频率成正比的直流电压信号的频压转换器；
连接频压转换器，用于将频压转换器输出直流电压信号进行放大的放大电路；
连接放大电路，用于将给定电压作为基准电压并与放大电路输出直流电压信号进行比较后输出高电平或低电平的比较电路；
所述光纤接收器、频压转换器、放大电路和比较电路共地；所述压频转换器和光纤发射器共地。
2.一种高压电源，包括逆变电路、以及通过驱动电路控制逆变电路工作状态的控制电路；其特征在于还包括权利要求1所述的电压取样电路；所述电压取样电路包括的电阻分压电路串接在高压电源输出正端与输出负端之间；所述电阻R2一端连接电阻R1，另一端与高压电源输出负端相连接；所述电压取样电路包括的比较电路的输出端与控制电路相连接；所述高压电源输出端与电压取样电路输出端不共地。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107807602A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-03-16 | 许继电源有限公司 | 一种高压充电装置 |
| CN108132378A (zh) * | 2018-02-10 | 2018-06-08 | 武汉科力源电气有限公司 | 电压检测电路及装置 |
| CN111628638A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-04 | 长沙天恒测控技术有限公司 | 对交直流电压进行精准变换的电气隔离装置及方法 |
| CN113541455A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-22 | 西安工程大学 | 一种SiC MOSFET模块连续可调多等级驱动电路 |
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2014
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| CN107807602B (zh) * | 2017-09-25 | 2020-02-14 | 许继电源有限公司 | 一种高压充电装置 |
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