CN204575721U - 直流分量检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了直流分量检测电路，包括两级RC滤波电路、电压跟随电路、反相放大器和可调电压的电压基准电路，两级RC滤波电路的输入端接入交流信号，两级RC滤波电路的输出端接入电压跟随电路的输入端，电压跟随电路的输出端接入反相放大器的反相输入端，电压基准电路与反相放大器的同相输入端相连。本实用新型将直流分量从交流信号中分离出来并且放大，同时抵消由噪声和解决零点漂移的问题，准确地反映在交流信号中直流分量的大小。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测电路，具体涉及直流分量检测电路。
背景技术
在各种交流电源供电系统中，为了保证交流用电设备的安全，对交流电源供电系统中的直流分量有严格要求，特别在高频无隔绝变压器的逆变电源中，不可避免地存在直流分量。因此，在这类电源设备中，对直流分量的检测，成了必不可少的部分。但是，交流电源中的直流分量往往只占有少于0.5％，在这种交流信号中检测直流分量，信号传感器或其它检测电路的噪声以及零点漂移将影响检测结果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供直流分量检测电路，将直流分量从交流信号中分离出来并且放大，同时抵消由噪声和解决零点漂移的问题，准确地反映在交流信号中直流分量的大小。
为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：
直流分量检测电路，包括两级RC滤波电路、电压跟随电路、反相放大器和可调电压的电压基准电路，两级RC滤波电路的输入端接入交流信号，两级RC滤波电路的输出端接入电压跟随电路的输入端，电压跟随电路的输出端接入反相放大器的反相输入端，电压基准电路与反相放大器的同相输入端相连。
进一步地，所述两级RC滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，第一电阻和第二电阻串接于电压跟随电路的输入端，第一电容的一端连接于第一电阻和第二电阻的串接点，第一电容的另一端经第二电容与电压跟随电路的输入端相连，该第一电容的另一端接地。
进一步地，所述电压跟随电路包括一第一运算放大器，所述电压跟随电路的输入端即为第一运算放大器的同相输入端。
进一步地，所述电压基准电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第三电容，第三电阻的一端接入电源正端，第三电阻的另一端经第四电阻接入反相放大器的同相输入端，第五电阻为可调电阻，第六电阻的一端接入电源负端，第六电阻的另一端经第五电阻接入反相放大器的同相输入端，该反相放大器的同相输入端经第三电容接地。
进一步地，所述反相放大器包括第二运算放大器、第七电阻和第八电阻，第七电阻连接于第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的反相输入端之间，第八电阻连接于第二运算放大器的输出端和第二运算放大器的反相输入端之间。
本实用新型相比于现有技术的有益效果：
本实用新型能准确检测到在交流信号中直流分量的大小，为直流分量可控的电源系统提供有效的反馈，使直流分量得以控制在允许的范围以内测量。同时可以为一些对交流电源中的直流分量敏感的用电设备提供预警。
附图说明
图1为本实用新型直流分量检测电路的连接示意图。
具体实施方式
如图1所示直流分量检测电路，包括两级RC滤波电路、电压跟随电路、反相放大器和可调电压的电压基准电路，两级RC滤波电路的输入端接入交流信号，两级RC滤波电路的输出端接入电压跟随电路的输入端，电压跟随电路的输出端接入反相放大器的反相输入端，电压基准电路与反相放大器的同相输入端相连。
作为优选的实施方式，本例的两级RC滤波电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2，第一电阻R1和第二电阻R2串接于电压跟随电路的输入端，第一电容C1的一端连接于第一电阻41和第二电阻R2的串接点，第一电容C1的另一端经第二电容C2与电压跟随电路的输入端相连，该第一电容C1的另一端接地。
作为优选的实施方式，本例的电压跟随电路包括一第一运算放大器U1A，所述电压跟随电路的输入端即为第一运算放大器U1A的同相输入端。
作为优选的实施方式，本例的电压基准电路包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第三电容C3，第三电阻R3的一端接入电源正端(+15V)，第三电阻R3的另一端经第四电阻R4接入反相放大器的同相输入端，第五电阻R5为可调电阻，第六电阻R6的一端接入电源负端(-15V)，第六电阻R6的另一端经第五电阻R5接入反相放大器的同相输入端，该反相放大器的同相输入端经第三电容C3接地。
作为优选的实施方式，本例的反相放大器包括第二运算放大器U1B、第七电阻R7和第八电阻R8，第七电阻R7连接于第一运算放大器U1A的输出端和第二运算放大器U1B的反相输入端之间，第八电阻R8连接于第二运算放大器U1B的输出端和第二运算放大器U1B的反相输入端之间。
两级RC滤波电路的作用是将直流分量从交流信号中分离出来并消除噪声，由于两级RC滤波器的输出阻抗很高，所以后端配置一个相应的输入阻抗很高的电压跟随电路，由于直流分量的值非常小，则在电压跟随电路的输出端加上一个反相放大电路后，由于反相放大电路的放大倍数很高，在没有补偿的情况下，会将前面的交流信号传感器H1或其它形式的交流信号转换电路的零点漂移放大到超出电路的测量范围，从而使得直流分量无法检测，因此，在反相放大电路的运算放大器正输入端，加入一个可微调的电压基准，用来抵消前端电路的零点漂移电压。
假设当交流信号中的直流分量为零时，电压跟随器的输出电压就是零点漂移电压V2，这时，要使反相放大电路的输出电压V0＝0，那么就必须在反相放大电路的第二运算放大器正输入端提供一个补偿电压V1，V1的大小可由以下方式计算：
由运算放大器的特性可知，运算放大器的正输入端与负输入端电压相等，得到
(V2-V1)/R7＝(V1-V0)/R8
由V0＝0，得：
V1＝V2·R8/(R7+R8)
通过调节可调电阻的第五电阻R5，就可以在直流分量为零时，将V0调整为0V，实现对零点漂移电压的补偿，进而实现准确检测到在交流信号中直流分量的大小。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的变化与变型，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (5)
1.直流分量检测电路，其特征在于：包括两级RC滤波电路、电压跟随电路、反相放大器和可调电压的电压基准电路，两级RC滤波电路的输入端接入交流信号，两级RC滤波电路的输出端接入电压跟随电路的输入端，电压跟随电路的输出端接入反相放大器的反相输入端，电压基准电路与反相放大器的同相输入端相连。
2.根据权利要求1所述的直流分量检测电路，其特征在于：所述两级RC滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，第一电阻和第二电阻串接于电压跟随电路的输入端，第一电容的一端连接于第一电阻和第二电阻的串接点，第一电容的另一端经第二电容与电压跟随电路的输入端相连，该第一电容的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的直流分量检测电路，其特征在于：所述电压跟随电路包括一第一运算放大器，所述电压跟随电路的输入端即为第一运算放大器的同相输入端。
4.根据权利要求3所述的直流分量检测电路，其特征在于：所述电压基准电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第三电容，第三电阻的一端接入电源正端，第三电阻的另一端经第四电阻接入反相放大器的同相输入端，第五电阻为可调电阻，第六电阻的一端接入电源负端，第六电阻的另一端经第五电阻接入反相放大器的同相输入端，该反相放大器的同相输入端经第三电容接地。
5.根据权利要求3所述的直流分量检测电路，其特征在于：所述反相放大器包括第二运算放大器、第七电阻和第八电阻，第七电阻连接于第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的反相输入端之间，第八电阻连接于第二运算放大器的输出端和第二运算放大器的反相输入端之间。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN105277774A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-27 | 杭州电子科技大学 | 一种用于动力电池管理的高精度电流监测电路 |
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2015
- 2015-04-02 CN CN201520196793.9U patent/CN204575721U/zh active Active
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| CN105277774A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-27 | 杭州电子科技大学 | 一种用于动力电池管理的高精度电流监测电路 |
| CN105277774B (zh) * | 2015-10-29 | 2017-12-26 | 杭州电子科技大学 | 一种用于动力电池管理的高精度电流监测电路 |
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