CN206096239U - 基准电压采样模块、信号处理装置及变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种基准电压采样模块、信号处理装置及变频器，所述信号处理装置还包括差分电路模块，所述基准电压采样模块包括分压电路以及主控芯片，所述主控芯片与所述分压电路耦合，所述分压电路、所述主控芯片均与所述差分电路模块耦合，通过分压电路将主控芯片的内部电源进行分压后，从主控芯片的第一端口输入到主控芯片，主控芯片将从第一端口输入的电压进行跟随放大后通过第二端口输出至差分电路模块，以作为差分电路模块的基准电源，使得差分电路模块的基准电源能更加干净、稳定、充足。

Description

基准电压采样模块、信号处理装置及变频器

技术领域

本实用新型涉及变频技术与微电子技术领域，具体而言，涉及一种基准电压采样模块、信号处理装置及变频器。

背景技术

随着科学技术的发展，变频器的应用变得越来越广泛，所以对于基准电压采样的准确性就变得尤为重要。

传统的变频器通常都是采用三组分立式的驱动电路、硬件保护电路通常都是外加一组比较器来做比较再送往CPU判定，基准电压都是通过稳压管或者基于TL431芯片的稳压电路来分压而来，例如，基于TL431芯片的稳压电路，它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf（2.5V）到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中用它代替稳压二极管，例如，数字电压表，运放电路，可调压电源，开关电源等，其具体工作原理为：当输入电压增大，输出电压增大导致了输出采样增大，这时内部电路通过调整使得流过自身的电流增大，这也就使得流过限流电阻的电流增大，这样限流电阻的压降增大，而输出电压等于输入电压减限流电阻压降，输入电压增大与限流电阻压降增大使得输出电压减小，实现稳压。稳压二极管（又叫齐纳二极管）是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称稳压管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内（或者说在一定功率损耗范围内），端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压，称为双向稳压管。

上述通过稳压管或者基于TL431芯片的稳压电路来实现基准电压的采样，这样导致整个电路的零件数量增加，并且由于外部的干扰使得基准电压会混入其他干扰，从而使得提取的基准电压不干净和稳定；另外，材料一致性很难控制，成本也增加，不利于生产。在生产过程中，由于零件增多，材料一致性很难控制从而导致变频器输出精度不统一，电路集成化是提高变频控制器输出精度的关键应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基准电压采样模块、信号处理装置及变频器，其能够使基准电压隔离输出至差分电路模块，从而使得差分电路模块的基准电源更加干净、稳定、充足，为变频器输出高精度的信号提供良好的基础。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种基准电压采样模块，应用于信号处理装置，所述信号处理装置还包括差分电路模块，所述基准电压采样模块包括分压电路以及主控芯片，所述主控芯片与所述分压电路耦合，所述分压电路、所述主控芯片均与所述差分电路模块耦合；所述分压电路用于将输入至所述分压电路的所述主控芯片的内部电源经所述分压电路分压后，输入至所述主控芯片的第一端口；所述主控芯片用于将从所述第一端口输入的电压进行跟随放大后通过第二端口输出至所述差分电路模块，以作为所述差分电路模块的基准电源。

在本实用新型较佳的实施例中，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述主控芯片的内部电源耦合，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端耦合，所述第二电阻的另一端接地，所述第一电阻与所述第二电阻连接的交点与所述主控芯片的所述第一端口耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述基准电压采样模块还包括第三电阻，所述第三电阻一端分别与所述主控芯片的所述第二端口、所述主控芯片的第三端口耦合，所述第三电阻的另一端与所述差分电路模块耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述基准电压采样模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述主控芯片的所述第三端口耦合，所述第一电容的另一端接地。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一电容为滤波电容。

本实用新型实施例还提供一种信号处理装置，应用于变频器，所述信号处理装置包括基准电压采样模块以及差分电路模块，所述基准电压采样模块与所述差分电路模块耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述差分电路模块包括第二电容、第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻以及第六电阻，所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端分别与所述主控芯片的第四端口、第三电容的一端、第四电阻的一端耦合；所述第三电容的另一端分别与所述第四电阻的另一端、所述第六电阻的一端、所述主控芯片的第五端口耦合；所述第五电阻分别与所述基准电压采样模块、所述主控芯片的第六端口、所述第四电容的一端耦合；所述第四电容的另一端接地；所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的另一端分别接外部输入电源。

在本实用新型较佳的实施例中，所述信号处理装置还包括滤波模块，所述滤波模块与所述主控芯片耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述滤波模块包括第五电容和第六电容，所述第五电容的一端分别与所述主控芯片的第七端口、所述第六电容的一端耦合并接地，所述第五电容的另一端分别与所述主控芯片的第八端口、所述第六电容的另一端、所述主控芯片的内部电源耦合。

本实用新型实施例还提供一种变频器，所述变频器包括所述的信号处理装置、整流逆变装置以及信号采集检测装置，所述信号处理装置分别与所述整流逆变装置、所述信号采集检测装置耦合，所述整流逆变装置与所述信号采集检测装置耦合；所述信号采集检测装置用于将外部信号输入到所述信号处理装置；所述信号处理装置用于将信号进行变频后输出给所述整流逆变装置；所述整流逆变装置用于将外部输入信号以及所述信号处理装置传递过来的信号进行转换。

本实用新型实施例的有益效果是：

通过分压电路将主控芯片的内部电源进行分压后，从主控芯片的第一端口输入到主控芯片，主控芯片将从第一端口输入的电压进行跟随放大后通过第二端口输出至差分电路模块，以作为差分电路模块的基准电源，使得差分电路模块的基准电源能更加干净、稳定、充足。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种基准电压采样模块的电路示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种信号处理装置的模块图；

图3为本实用新型实施例提供的一种信号处理装置的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的一种变频器的模块图。

图标：200-变频器；210-EMI滤波模块；220-整流滤波模块；230-逆变模块；240-逆变输出模块；250-外部信号采集模块；260-检测模块；270-辅助电源；280-驱动模块；100-信号处理装置；110-基准电压采样模块；120-差分电路模块；130-滤波模块；112-分压电路；114-主控芯片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“耦合”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

请参照图1，图1为本实施例提供的一种基准电压采样模块110的电路示意图，应用于信号处理装置100，所述信号处理装置100还包括差分电路模块120，所述基准电压采样模块110包括分压电路112、第三电阻R3、第一电容C1、以及主控芯片114。

所述分压电路112包括第一电阻R1、第二电阻R2、所述第一电阻R1的一端与所述主控芯片114的内部电源耦合，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端耦合，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2连接的交点与所述主控芯片114的所述第一端口S1耦合；所述第三电阻R3一端分别与所述主控芯片114的所述第二端口S2、所述主控芯片114的第三端口S3耦合，所述第三电阻R3的另一端与所述差分电路模块120耦合，所述第一电容C1的一端与所述主控芯片114的所述第三端口S3耦合，所述第一电容C1的另一端接地。

其中，所述主控芯片114的内部内部电源为1.8V，内部电源1.8V经过第一电阻R1和第二电阻R2分压后输入到主控芯片114的第一端口S1，主控芯片114将从第一端口S1输入的电压进行跟随放大后通过第二端口S2输出至差分电路模块120，以作为差分电路模块120的基准电源。

所述第一电容C1为滤波电容，本实施例中使用滤波电容可以使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电路的干扰。

所述主控芯片114为IRMCF183型号的芯片，其内部放大器对从第一端口S1的输入电压做跟随放大后从第二端口S2输出至所述差分电路模块120，使得差分电路模块120的基准电源更加干净、稳定、充足。

请参照图2、图3，图2为本实用新型实施例提供的一种信号处理装置100的模块图，图3为本实用新型实施例提供的一种信号处理装置100的电路图，本实施例提供的一种信号处理装置100，应用于变频器200，所述信号处理装置100包括上述的基准电压采样模块110、差分电路模块120以及滤波模块130，所述基准电压采样模块110与所述差分电路模块120耦合，所述滤波模块130与所述主控芯片114耦合。

所述差分电路模块120包括第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6，所述第二电容C2的一端接地，所述第二电容C2的另一端分别与所述主控芯片114的第四端口S4、第三电容C3的一端、第四电阻R4的一端耦合；所述第三电容C3的另一端分别与所述第四电阻R4的另一端、所述第六电阻R6的一端、所述主控芯片114的第五端口S5耦合；所述第五电阻R5分别与所述基准电压采样模块110、所述主控芯片114的第六端口S6、所述第四电容C4的一端耦合；所述第四电容C4的另一端接地；所述第五电阻R5的另一端与所述第六电阻R6的另一端分别接外部输入电源。

所述滤波模块130包括第五电容C5和第六电容C6，所述第五电容C5的一端分别与所述主控芯片114的第七端口S7、所述第六电容C6的一端耦合并接地，所述第五电容C5的另一端分别与所述主控芯片114的第八端口S8、所述第六电容C6的另一端、所述主控芯片114的内部电源耦合。

其中，所述第五电容C5与所述第六电容C6均为滤波电容。

其中，外部输入电源为差模信号，即幅度相等，相位相反的信号，差模信号分别由第五电阻R5与第六电阻R6输入至差分电路模块120，差分电路模块120是具有对共模信号抑制，对差模信号放大的作用。

请参照图4，图4为本实施例提供的一种变频器200的模块图，本实施例提供的一种变频器200，所述变频器200包括上述的信号处理装置100、整流逆变装置、驱动模块280、辅助电源270以及信号采集检测装置，所述信号处理装置100分别与所述整流逆变装置、所述信号采集检测装置耦合，所述整流逆变装置与所述信号采集检测装置耦合。

所述信号采集检测装置用于将外部信号输入到所述信号处理装置100；所述信号处理装置100用于将信号进行变频后输出给所述整流逆变装置；所述整流逆变装置用于将外部输入信号以及所述信号处理装置100传递过来的信号进行转换。

具体地，所述变频器200包括外部信号采集模块250、检测模块260。所述整流逆变装置包括EMI（Electro Magnetic Interference）滤波模块210、整流滤波模块220、逆变模块230、逆变输出模块240；所述外部信号采集模块250、检测模块260均与所述信号处理装置100耦合，所述整流滤波模块220分别与所述EMI滤波模块210、逆变模块230耦合，所述逆变模块230与所述逆变输出模块240耦合；所述辅助电源270与所述外部信号采集模块250、信号处理装置100、整流滤波模块220、驱动模块280耦合；所述驱动模块280与所述信号处理装置100、逆变模块230耦合。

信号采集模块用于采集主控板频率信号，并将频率信号送至信号处理装置100；检测模块260用于将母线电压转换成信号处理装置100所能承受的电压；EMI滤波模块210用于滤除由电网带入的共模和差模信号；整流滤波模块220用于将经过EMI滤波模块210处理后的交流电转化为直流电；逆变模块230用于直流电转化为可控的交变直流电，并将交变直流电输送给压缩机；逆变输出模块240用于检测压缩机任意一相工作电流的相位，并将电流信号输送给信号处理装置100；所述驱动模块280用于将所述信号处理装置100输出的电压、电流信号进行放大处理，并将处理后的电压、电流信号输送给所述信号处理装置100；所述辅助电源270由两个开关电源串联组成，用于将直流母线电压依次转化为低压直流电，并供给所述信号处理装置100。

本实施例提供的一种基准电压采样模块110、信号处理装置100以及变频器200的工作原理是：主控芯片114的内部电源通过第一电阻R1与第二电阻R2分压后输入至主控芯片114的第一端口S1，通过主控芯片114内部放大器进行跟随放大后由主控芯片114的第二端口S2输出至差分电路模块120，作为差分电路模块120的基准电压，主控芯片114的内部电源通过主控芯片114的第一端口S1与第二端口S2隔离输出，防止了基准电压采样混入其他的干扰，从而造成基准电压采样不准确，此方案使得差分电路模块120的基准电压更加干净、稳定、充足，进而使得变频器200的电路设计结构简单、成本较低、生产方便、应用也更加广泛。

综上所述，本实用新型提供的一种基准电压采样模块110、信号处理装置100及变频器200，通过分压电路112将主控芯片114的内部电源进行分压后，从主控芯片114的第一端口S1输入到主控芯片114，主控芯片114将从第一端口S1输入的电压进行跟随放大后通过第二端口S2输出至差分电路模块120，以作为差分电路模块120的基准电源，使得差分电路模块120的基准电源能更加干净、稳定、充足。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基准电压采样模块，应用于信号处理装置，其特征在于，所述信号处理装置还包括差分电路模块，所述基准电压采样模块包括分压电路以及主控芯片，所述主控芯片与所述分压电路耦合，所述分压电路、所述主控芯片均与所述差分电路模块耦合；

所述分压电路用于将输入至所述分压电路的所述主控芯片的内部电源经所述分压电路分压后，输入至所述主控芯片的第一端口；

所述主控芯片用于将从所述第一端口输入的电压进行跟随放大后通过第二端口输出至所述差分电路模块，以作为所述差分电路模块的基准电源。

2.根据权利要求1所述的基准电压采样模块，其特征在于，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述主控芯片的内部电源耦合，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端耦合，所述第二电阻的另一端接地，所述第一电阻与所述第二电阻连接的交点与所述主控芯片的所述第一端口耦合。

3.根据权利要求1所述的基准电压采样模块，其特征在于，所述基准电压采样模块还包括第三电阻，所述第三电阻一端分别与所述主控芯片的所述第二端口、所述主控芯片的第三端口耦合，所述第三电阻的另一端与所述差分电路模块耦合。

4.根据权利要求3所述的基准电压采样模块，其特征在于，所述基准电压采样模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述主控芯片的所述第三端口耦合，所述第一电容的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的基准电压采样模块，其特征在于，所述第一电容为滤波电容。

6.一种信号处理装置，应用于变频器，其特征在于，所述信号处理装置包括权利要求1-5任意一项所述的基准电压采样模块以及差分电路模块，所述基准电压采样模块与所述差分电路模块耦合。

7.根据权利要求6所述的信号处理装置，其特征在于，所述差分电路模块包括第二电容、第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻以及第六电阻，所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端分别与所述主控芯片的第四端口、第三电容的一端、第四电阻的一端耦合；所述第三电容的另一端分别与所述第四电阻的另一端、所述第六电阻的一端、所述主控芯片的第五端口耦合；所述第五电阻分别与所述基准电压采样模块、所述主控芯片的第六端口、所述第四电容的一端耦合；所述第四电容的另一端接地；所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的另一端分别接外部输入电源。

8.根据权利要求6所述的信号处理装置，其特征在于，所述信号处理装置还包括滤波模块，所述滤波模块与所述主控芯片耦合。

9.根据权利要求8所述的信号处理装置，其特征在于，所述滤波模块包括第五电容和第六电容，所述第五电容的一端分别与所述主控芯片的第七端口、所述第六电容的一端耦合并接地，所述第五电容的另一端分别与所述主控芯片的第八端口、所述第六电容的另一端、所述主控芯片的内部电源耦合。

10.一种变频器，其特征在于，所述变频器包括权利要求6所述的信号处理装置、整流逆变装置以及信号采集检测装置，所述信号处理装置分别与所述整流逆变装置、所述信号采集检测装置耦合，所述整流逆变装置与所述信号采集检测装置耦合；

所述信号采集检测装置用于将外部信号输入到所述信号处理装置；

所述信号处理装置用于将信号进行变频后输出给所述整流逆变装置；

所述整流逆变装置用于将外部输入信号以及所述信号处理装置传递过来的信号进行转换。