CN205160356U - 一种光纤隔离的模拟量输出电路装置 - Google Patents

Abstract

一种光纤隔离的模拟量输出电路装置,属于变流器技术领域。光纤接收电路、整形与反向电路、二阶滤波电路、衰减补偿电路、电压偏移电路、四倍放大电路。其中光纤接收电路与整形与反向电路相连。整形与反向电路与二阶滤波电路相连。二阶滤波电路与衰减补偿电路相连。衰减补偿电路与电压偏移电路相连。电压偏移电路与四倍放大电路相连。优点在于，信号通过光传输，解决了信号易受干扰的问题，并且信号可以传输较远的距离。

Description

一种光纤隔离的模拟量输出电路装置

技术领域

本实用新型属于变流器技术领域，特别是提供了一种光纤隔离的模拟量输出电路装置。解决了在大功率传动系统中信号远距离传输和信号易受干扰的问题。

背景技术

随着电力电子技术的发展，变流的功率越来越大，特别是在几兆瓦到几十兆瓦的大功率变流器中，变流器的柜体很长，信号传输比较远，一般的电信号很难传输这么远的距离，并且由于变流器功率器件的开关，导致电磁干扰非常严重。模拟信号是弱信号很容易受到干扰。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种光纤隔离的模拟量输出电路装置，解决了在大功率传动系统中信号远距离传输和信号易受干扰的问题,可快速的反应，实现信号的光电隔离、二阶低频滤波、衰减补偿、偏移放大的目的。

本实用新型包括：光纤接收电路a、整形与反向电路b、二阶滤波电路c、衰减补偿电路d、电压偏移电路e、四倍放大电路f。其中光纤接收电路a与整形与反向电路b相连。整形与反向电路b与二阶滤波电路c相连。二阶滤波电路c与衰减补偿电路d相连。衰减补偿电路d与电压偏移电路e相连。电压偏移电路e与四倍放大电路f相连。

本实用新型所述的光纤接收电路a由1个光纤接收器和1个电容组成。光纤接收器负责完成光信号的接收和电信号的转换。电容加在+5V电源和地之间，作为去耦电容。

本实用新型所述的整形与反向电路b由1个反相器芯片、电阻R67、电容C35等组成。在反相器芯片内部完成输入电平的反向，并输出。电阻R67作为下拉电阻，电容C35为去耦电容。该电路可保证输出信号的高低电平接近5V和0V。

本实用新型所述的二阶滤波电路c由电阻R2、R7、R8、R9,电容C5,C6及一个放大器组成。该二阶滤波器是根据二阶巴特沃兹滤波电路进行设计的，其具体的滤波参数是根据输入信号频率为4kHz计算所得。

本实用新型所述的衰减补偿电路d由电阻R11、R12、R15、R16及一个放大器组成。其目的是对滤波器输出信号进行衰减补偿。输出电压为0-5V。

本实用新型所述的电压偏移电路e其实就是一个减法器电路，由电阻R1、R3、R5及一个放大器芯片组成。其目的是对衰减补偿电路d的输出0-5V的电压信号进行做2.5V的偏移，输出为-2.5V-2.5V电压信号。

本实用新型所述的四倍放大电路f由电阻R4、R6、R13、R14及一个放大器组成。该电路主要负责对电压偏移电路e输出的-2.5V-2.5V电压信号进行4倍放大，输出-10V-10V的模拟电压信号，方便检测。

附图说明

图1为光纤隔离模拟量输出电路的基本流程图。

图2为光纤接收电路a、整形与反向电路b、二阶滤波电路c的连接关系图。

图3为衰减补偿电路d、电压偏移电路e、四倍放大电路f的连接关系图。

图4为参考基准电路g的设计图。

具体实施方式

为了更为具体地描述本实用新型，下面结合附图及实施例对本发明的技术方案及其相关原理进行详细说明。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明清楚的解释。本实用新型不限于下面提出的任何具体配置，而是在不脱离本发明精神的前提下覆盖了相关元件的任何修改、替换、改进。

如图1光纤隔离模拟量输出电路的基本流程图所示，本发明包括光纤接收电路a、整形与反向电路b、二阶滤波电路c、衰减补偿电路d、电压偏移电路e、四倍放大电路f。在图3的电压偏移电路e中需要引入一个2.5V的参考电压，因此有图4中的基准电路g。

如图2所示，所述的光纤接收电路a，由一个光纤接收器和一个电容组成。光纤接收器型号为HFBR-2523Z，其引脚5、8为信号端口，1、4引脚相连，输出电信号。3引脚接5V电源，并通过0.1uF电容C1和2引脚相连接地。

如图2所示，所述的整形与反向电路b由74HCT14D反相器芯片、电阻R67、0.1uF电容C35等组成。其中，1脚作为输入引脚，2脚为信号反向后输出引脚。11、13引脚经下拉电阻R67接地，7脚直接接电源地，14脚接+5V电源，再经去耦电容C35接地。其余引脚悬空。

如图2所示，所述的二阶滤波电路c，由电阻R2、R7、R8、R9,电容C5,C6及一个放大器组成。其中，电阻R2、R7、R8、R9,电容C5,C6形成一个二阶滤波电路，放大器进行信号放大，输出0-5V电信号。

如图3所示，所述的衰减补偿电路d，由电阻R11、R12、R15、R16及一个放大器组成。由于在图2二阶滤波电路c中，会对输入信号的基波幅值造成一定的衰减，而调整二阶滤波电路中影响放大系数的两个电阻极易引起电路振荡，故不能在二阶滤波电路里进行放大系数的调整。设计同相比例放大电路进行放大以补偿二阶滤波电路的衰减，放大倍数可通过电阻R11,R12,R15,R16进行调整，若不需补偿可去掉R11,R15变为跟随电路。

如图3所示，所述的电压偏移电路e，由电阻R1、R3、R5及一个放大器芯片组成。该电压偏移电路其实是一个减法器电路，把衰减补偿电路d的输出信号减去一个2.5V的基本电压。如此，把输入0-5V输入转换为-2.5-2.5V电压信号进行输出。

如图3所示，所述的四倍放大电路f由电阻R4、R6、R13、R14及一个放大器组成。该电路中的R13,R14电阻构成电阻反馈网络，完成输入信号的4倍放大。R6电阻作为输出的限流电阻。

如图4所示，所述的基准电路g由电源芯片REF3025和电容C33组成。电源芯片REF3025的1脚接+5V电源，再通过去耦电容C33与地相连，其3脚直接接地。2脚作为输出信号端，输出+2.5V的稳压电源作为基准电压。

Claims (7)

1.一种光纤隔离的模拟量输出电路装置，其特征在于，包括：光纤接收电路(a)、整形与反向电路(b)、二阶滤波电路(c)、衰减补偿电路(d)、电压偏移电路(e)、四倍放大电路(f)；光纤接收电路(a)与整形与反向电路(b)相连，整形与反向电路(b)与二阶滤波电路(c)相连，二阶滤波电路(c)与衰减补偿电路(d)相连，衰减补偿电路(d)与电压偏移电路(e)相连，电压偏移电路(e)与四倍放大电路(f)相连。

2.根据权利要求1所述的光纤隔离的模拟量输出电路装置，其特征在于，所述的光纤接收电路(a)由1个光纤接收器和1个电容组成；电容加在+5V电源和地之间，作为去耦电容。

3.根据权利要求1所述的光纤隔离的模拟量输出电路装置，其特征在于，所述的整形与反向电路(b)包括1个反相器芯片、电阻R67、电容C35；电阻R67作为下拉电阻，电容C35为去耦电容。

4.根据权利要求1所述的光纤隔离的模拟量输出电路装置，其特征在于，所述的二阶滤波电路(c)由电阻R2、R7、R8、R9,电容C5,C6及一个放大器组成。

5.根据权利要求1所述的光纤隔离的模拟量输出电路装置，其特征在于，所述的衰减补偿电路(d)由电阻R11、R12、R15、R16及一个放大器组成。

6.根据权利要求1所述的光纤隔离的模拟量输出电路装置，其特征在于，所述的电压偏移电路(e)是一个减法器电路，由电阻R1、R3、R5及一个放大器芯片组成。

7.根据权利要求1所述的光纤隔离的模拟量输出电路装置，其特征在于，所述的四倍放大电路(f)由电阻R4、R6、R13、R14及一个放大器组成。