CN204374294U - 轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电压检测电路，属于直流电压检测设备领域，具体涉及一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路。包括：依次串联的电阻分压电路、差分运放电路、线性光耦电路、模数转换电路、数字信号处理电路。因此，本实用新型具有如下优点：该电路采用运放电路滤除共模干扰，采用线性光耦实现了强电和弱电的隔离，采用时间交错模数转换技术，提高了系统采样的精度和快速性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电压检测电路，属于直流电压检测设备领域，具体涉及一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路。
背景技术
传统的用于轨道交通自动接地系统的直流母线电压检测，大多采用霍尔元件等器件，其成本高、绕制麻烦，而且线性度差。目前，也有一些隔离检测方法，虽然准确性提高了，但是快速性不足。在电压检测需要高速、高精度的场合，这些测量方法无法满足测量要求。
实用新型内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的成本高，绕制麻烦，线性度差，检测速度慢，精度低等技术问题，提供了一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路。该电路采用运放电路滤除共模干扰，采用线性光耦实现了强电和弱电的隔离，采用时间交错模数转换技术，提高了系统采样的精度和快速性。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，包括：依次串联的电阻分压电路、差分运放电路、线性光耦电路、模数转换电路、数字信号处理电路。
优化的，上述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，所述电阻分压电路包括：耐高压电阻R1、可调电阻R2，其中：耐高压电阻R1和可调电阻R2与电源输入端DC构成一个串联回路，所述可调电阻R2的两端与差分电路的输入端相连。
优化的，上述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，所述差分运放电路包括：第一运算放大器、第二运算放大器；所述第一运算放大器的同向输入端通过一个电阻R3与电阻分压电路的正极输出端相连，其反向输入端通过电阻R4与电阻分压电路的负极输出端相连，其输出端与第二运算放大器的同相输入端相连；所述第二运算放大器的反向输入端与其输出端相连，并且该第二运算放大器的输出端与线性光耦电路的输入端相连。
优化的，上述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，还包括相互并联的电容C1和电阻R5；所述电容C1和电阻R5的一端连接第一运算放大器的同向输入端，另一端接地；所述第一运算放大器的反向输入端和其输出端之间还连接有一电阻R6。
优化的，上述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，线性光耦电路包括：线性光耦，所述线性光耦的输入端通过电阻R7连接到差分运放电路的输出端，该线性光耦的输出端经上拉电阻R8与低压侧电源相连；所述线性光耦的输入端还通过电容C2接地；所述线性光耦的输出端还与模数转换电路的输入端相连。
优化的，上述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，所述模数转换电路包括第一模数转换器、第二模数转换器，所述第一模数转换器、第二模数转换器的输入端分别与线性光耦电路的输出端相连，输出端分别与数字信号处理电路相连。
优化的，上述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，所述数字信号处理电路包括一个用于控制所述第一模数转换器和第二模数转换器交替工作的DSP控制芯片，所述DSP控制芯片的输入端还与一个温度传感器相连。
优化的，上述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，所述温度传感器是型号为DS18B20的温度传感器。
因此，本实用新型具有如下优点：该电路采用运放电路滤除共模干扰，采用线性光耦实现了强电和弱电的隔离，采用时间交错模数转换技术，提高了系统采样的精度和快速性。
附图说明
图1显示了本实用新型的电路结构图。
图2显示了本实用新型直流母线电压测量流程图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
如图1，基于时间交错采样技术的直流母线电压检测电路，包括电阻采样电路，差分运放电路，线性光耦电路，DSP处理器与DS18B20温度采集电路。
电阻分压电路由耐高压电阻R1和可调电阻R2串联构成；耐高压电阻R1的另一端连接直流母线，可调电阻R2的另一端连接地线，把可调电阻R2两端的电压U1引出作为采样信号；将可调电阻R2与耐高压电阻R1相连的一端经过电阻R3链接到运算放大器的同相输入端，可调电阻R2与地线连接的一端经电阻R4连接到运算放大器的反相输入端；采样信号U1送入到第一级运放电路中，滤除共模电压；第一级运放电路的输出端接到由第二级运放电路构成的电压跟随器的同相输入端，提高了带负载能力，电压跟随器输出信号为U2；电压跟随器的输出端经电阻R7连接到线性光耦的输入端；电容C2的一端连接线性光耦的输入端，另一端接地，R7与C2构成滤波电路；线性光耦的输出端经上拉电阻R8与低压侧电源相连；同时，线性光耦的输出端电压U3输入到2片12位模数转换器中；由DSP控制两片模数转换器交替工作；DSP采集模数转换器输出端信号；温度传感器DS18B20采样器件表面温度数据交由DSP对采集的电压进行校正。
如图2所示，DSP采集模数转换器的输入信号U3[n]、U3[n+1]，通过自适应算法校正时间交错模数转换器电路中存在的偏置失配、增益失配的影响，得到校正后的线性光耦的输出端电压U3；结合DS18B20采集到的温度，根据校正后线性光耦输出端电压U3，得到校正后线性光耦输入端电压U2；结合采样到的温度，根据校正后光耦输入端电压U2，计算得到差分运放输入端电压U1；再通过校正后的U1，DSP计算得到直流母线电压。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，其特征在于，包括：依次串联的电阻分压电路(1)、差分运放电路(2)、线性光耦电路(3)、模数转换电路(4)、数字信号处理电路(5)。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，其特征在于，所述电阻分压电路(1)包括：耐高压电阻R1、可调电阻R2，其中：耐高压电阻R1和可调电阻R2与电源输入端DC构成一个串联回路，所述可调电阻R2的两端与差分电路的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，其特征在于，所述差分运放电路(2)包括：第一运算放大器、第二运算放大器；所述第一运算放大器的同向输入端通过一个电阻R3与电阻分压电路(1)的正极输出端相连，其反向输入端通过电阻R4与电阻分压电路(1)的负极输出端相连，其输出端与第二运算放大器的同相输入端相连；所述第二运算放大器的反向输入端与其输出端相连，并且该第二运算放大器的输出端与线性光耦电路(3)的输入端相连。
4.根据权利要求3所述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，其特征在于，还包括相互并联的电容C1和电阻R5；所述电容C1和电阻R5的一端连接第一运算放大器的同向输入端，另一端接地；所述第一运算放大器的反向输入端和其输出端之间还连接有一电阻R6。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，其特征在于，线性光耦电路(3)包括：线性光耦，所述线性光耦的输入端通过电阻R7连接到差分运放电路(2)的输出端，该线性光耦的输出端经上拉电阻R8与低压侧电源相连；所述线性光耦的输入端还通过电容C2接地；所述线性光耦的输出端还与模数转换电路(4)的输入端相连。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，其特征在于，所述模数转换电路(4)包括第一模数转换器、第二模数转换器，所述第一模数转换器、第二模数转换器的输入端分别与线性光耦电路(3)的输出端相连，输出端分别与数字信号处理电路(5)相连。
7.根据权利要求6所述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，其特征在于，所述数字信号处理电路(5)包括一个用于控制所述第一模数转换器和第二模数转换器交替工作的DSP控制芯片，所述DSP控制芯片的输入端还与一个温度传感器相连。
8.根据权利要求7所述的一种轨道交通自动接地系统的时间交错采样电压检测电路，其特征在于，所述温度传感器是型号为DS18B20的温度传感器。
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