CN206348377U - 一种直流高压隔离变送器 - Google Patents
一种直流高压隔离变送器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206348377U CN206348377U CN201621456595.2U CN201621456595U CN206348377U CN 206348377 U CN206348377 U CN 206348377U CN 201621456595 U CN201621456595 U CN 201621456595U CN 206348377 U CN206348377 U CN 206348377U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- input
- isolation
- output end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种直流高压隔离变送器，包括：用于输入直流高压信号，并对所述直流高压信号进行采样的高压信号采样电路，以及用于对采样到的信号进行多次波形整形、隔离放大处理，输出标准电压信号的信号级联隔离电路；所述高压信号采样电路的输出端与所述信号级联隔离电路的输入端连接。采用本实用新型实施例，能够降低风险，提高安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及变送器技术领域，尤其涉及一种直流高压隔离变送器。
背景技术
目前，国内能够制造检测直流高压的产品极少，现有的直流高压产品都是通过电阻分压，直接检测取样电阻两端低电压信号，然后反算出输入的高压信号。但是，采用该方法当取样电阻出现异常时，会导致被输入大电压击穿传感器、损坏弱电侧系统的风险。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种直流高压隔离变送器，能够降低风险，提高安全性能。
为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种直流高压隔离变送器，包括：用于输入直流高压信号，并对所述直流高压信号进行采样的高压信号采样电路，以及用于对采样到的信号进行波形整形、隔离放大处理，输出标准电压信号的信号级联隔离电路；
所述高压信号采样电路的输出端与所述信号级联隔离电路的输入端连接。
进一步地，所述高压信号采样电路包括多个串联的耐高压电阻。
进一步地，所述信号级联隔离电路包括用于对采样到的信号进行波形整形、隔离放大处理，输出第一处理信号的第一级隔离放大电路，用于对所述第一处理信号进行波形整形、隔离放大处理，输出第二处理信号的第二级隔离放大电路，以及用于对所述第二处理信号进行波形整形、放大处理，输出标准电压信号的整形放大电路；
所述第一级隔离放大电路的输入端与所述高压信号采样电路的输出端连接，所述第一级隔离放大电路的输出端与所述第二级隔离放大电路的输入端连接，所述第二级隔离放大电路的输出端与所述整形放大电路的输入端连接。
进一步地，所述第一级隔离放大电路包括用于对采样到的信号进行波形整形，输出第一整形信号的第一信号整形电路，以及用于对所述第一整形信号进行隔离放大处理，输出所述第一处理信号的第一级信号隔离电路；
所述第一信号整形电路的输入端与所述高压信号采样电路的输出端连接，所述第一信号整形电路的输出端与所述第一级信号隔离电路的输入端连接，所述第一级信号隔离电路的输出端与所述第二级隔离放大电路的输入端连接。
进一步地，所述第二级隔离放大电路包括用于对所述第一处理信号进行波形整形，输出第二整形信号的第二信号整形电路，以及用于对所述第二整形信号进行隔离放大处理，输出所述第二处理信号的第二级信号隔离电路；
所述第二信号整形电路的输入端与所述第一级信号隔离电路的输出端连接，所述第二信号整形电路的输出端与所述第二级信号隔离电路的输入端连接，所述第二级信号隔离电路的输出端与所述整形放大电路的输入端连接。
进一步地，所述第一级信号隔离电路和所述第二级信号隔离电路均为线性光耦。
进一步地，所述整形放大电路包括用于对所述第二处理信号进行波形整形，输出第三整形信号的第三信号整形电路，以及用于对所述第三整形信号进行放大处理，输出所述标准电压信号的信号放大电路；
所述第三信号整形电路的输入端与所述第二级信号隔离电路的输出端连接，所述第三信号整形电路的输出端与所述信号放大电路的输入端连接。
进一步地，所述直流高压隔离变送器还包括用于将所述标准电压信号转换为标准电流信号的V/I转换电路；
所述V/I转换电路的输入端与所述信号放大电路的输出端连接。
进一步地，所述直流高压隔离变送器还包括用于输入辅助电源，并将所述辅助电源稳定在12V的电源模块，用于给所述第一信号整形电路和所述第一级信号隔离电路供电的第一隔离电源模块，用于给所述第二信号整形电路和所述第二级信号隔离电路供电的第二隔离电源模块，以及用于给所述第三信号整形电路和所述信号放大电路供电的第三隔离电源模块；
所述电源模块的输出端分别与所述第二隔离电源模块的输入端、所述第三隔离电源模块的输入端连接，所述第一隔离电源模块的输入端与所述第二隔离电源模块的输出端连接，所述第一隔离电源模块的输出端分别与所述第一信号整形电路的电源输入端、所述第一级信号隔离电路的电源输入端连接；所述第二隔离电源模块的输出端分别与所述第二信号整形电路的电源输入端、所述第二级信号隔离电路的电源输入端连接；所述第三隔离电源模块的输出端分别与所述第三信号整形电路的电源输入端、所述信号放大电路的电源输入端连接。
进一步地，所述电源模块为型号为LM2575的开关电源芯片。
本实用新型实施例提供的直流高压隔离变送器，能够通过高压信号采样电路直接对直流高压信号进行采样，通过与高压信号采样电路连接的信号级联隔离电路对采样的信号进行多次波形整形、隔离放大处理，输出标准电压信号，其输入输出之间高达10KV的隔离耐压，大大降低现有技术所存在的风险，提高可靠性和安全性。
附图说明
图1是本实用新型提供的直流高压隔离变送器的第一个实施例的结构示意图；
图2是本实用新型提供的直流高压隔离变送器的第二个实施例的结构示意图；
图3是本实用新型提供的直流高压隔离变送器的第三个实施例的结构示意图；
图4是本实用新型提供的直流高压隔离变送器的原理示意图。
具体实施方式
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。
参见图1，是本实用新型提供的直流高压隔离变送器的一个实施例的结构示意图。
本实施例提供一种直流高压隔离变送器，包括：用于输入直流高压信号VIN，并对所述直流高压信号进行采样的高压信号采样电路1，以及用于对采样到的信号进行波形整形、隔离放大处理，输出标准电压信号VOUT的信号级联隔离电路2；
所述高压信号采样电路1的输出端与所述信号级联隔离电路2的输入端连接。
需要说明的是，本实施例主要实现实时检测输入的直流高压信号，并将检测到的信号处理为标准电压信号的技术方案。高压信号采样电路对输入的直流高压信号进行取样，其可实现高达5000V直流输入电压直接取样。实现信号采样后，通过信号级联隔离电路对采样到的信号进行多次滤波、整形、隔离、放大等处理，输出标准电压信号，使输入信号和输出信号之间的隔离耐压高达10KV。由于在高压检测系统中，变送器的输入端的耐压，以及变送器输入与输出之间的隔离耐压等指标对高压检测系统可靠性和准确性来说至关重要，因此本实用新型实施例能够直接对线路上5000V直流高压进行直接测量，不需要串联电阻降压等措施，可提高现场安装效率，减少系统的走线，降低系统的成本，而且对于系统来说每增加一个配件就相当于增加一个故障点，因此本实用新型中的测量最为准确和实时，同时，本实用新型实施例的输入和输出之间的隔离耐压高达10KV，使得本实用新型所提供的变压器在高压测量系统中的安全性得到极大的提高。
进一步地，所述高压信号采样电路包括多个串联的耐高压电阻。
需要说明的是，高压信号采样电路采用定制的耐高压电阻，其单只电阻耐压可达几千伏，通过几只耐高压电阻串联即可完成对输入的直流高压信号的取样。
进一步地，如图2所示，所述信号级联隔离电路2包括用于对采样到的信号进行波形整形、隔离放大处理，输出第一处理信号的第一级隔离放大电路21，用于对所述第一处理信号进行波形整形、隔离放大处理，输出第二处理信号的第二级隔离放大电路22，以及用于对所述第二处理信号进行波形整形、放大处理，输出标准电压信号VOUT的整形放大电路23；
所述第一级隔离放大电路21的输入端与所述高压信号采样电路1的输出端连接，所述第一级隔离放大电路21的输出端与所述第二级隔离放大电路22的输入端连接，所述第二级隔离放大电路22的输出端与所述整形放大电路23的输入端连接。
需要说明的是，信号级联隔离电路中包括多级隔离放大电路，实现对采样到的信号进行多次波形整形、隔离放大处理。在高压信号采样电路对信号取样后，通过第一级隔离放大电路对取样到的信号进行滤波、整形、隔离、放大处理后，将处理后的第一处理信号再次经过第二级隔离放大电路进行滤波、整形、隔离、放大处理，处理后的第二处理信号再通过整形放大电路进行整形放大后变换成标准电压信号，一般为0-5V或0-10V变送信号，实现信号输入输出之间的隔离耐压达到10KV的目标。
进一步地，如图3所示，所述第一级隔离放大电路21包括用于对采样到的信号进行波形整形，输出第一整形信号的第一信号整形电路31，以及用于对所述第一整形信号进行隔离放大处理，输出所述第一处理信号的第一级信号隔离电路32；
所述第一信号整形电路31的输入端与所述高压信号采样电路1的输出端连接，所述第一信号整形电路31的输出端与所述第一级信号隔离电路32的输入端连接，所述第一级信号隔离电路32的输出端与所述第二级隔离放大电路22的输入端连接。
进一步地，所述第二级隔离放大电路22包括用于对所述第一处理信号进行波形整形，输出第二整形信号的第二信号整形电路33，以及用于对所述第二整形信号进行隔离放大处理，输出所述第二处理信号的第二级信号隔离电路34；
所述第二信号整形电路33的输入端与所述第一级信号隔离电路32的输出端连接，所述第二信号整形电路33的输出端与所述第二级信号隔离电路34的输入端连接，所述第二级信号隔离电路34的输出端与所述整形放大电路23的输入端连接。
进一步地，所述第一级信号隔离电路32和所述第二级信号隔离电路34均为线性光耦。
进一步地，所述整形放大电路23包括用于对所述第二处理信号进行波形整形，输出第三整形信号的第三信号整形电路35，以及用于对所述第三整形信号进行放大处理，输出所述标准电压信号的信号放大电路36；
所述第三信号整形电路35的输入端与所述第二级信号隔离电路34的输出端连接，所述第三信号整形电路35的输出端与所述信号放大电路36的输入端连接。
需要说明的是，在实现信号的取样后，通过第一信号整形电路对采样到的信号进行滤波、整形等处理后，进入第一级信号隔离电路进行隔离，该第一级信号隔离电路由线性光耦组成，其隔离耐压达到6000V，信号由线性光耦的初级隔离变送至线性光耦的次级，信号再经过第二信号整形电路进行滤波、整形等处理，处理后进入第二级信号隔离电路，该第二级信号隔离电路也是由一个线性光耦组成，其隔离耐压同样达到6000V，信号由第二级线性光耦初级隔离变送至线性光耦的次级，信号再经过第三信号整形电路整形，经过信号放大电路放大后，输出标准的0-5V或0-10V变送信号。
进一步地，所述直流高压隔离变送器还包括用于将所述标准电压信号转换为标准电流信号的V/I转换电路；
所述V/I转换电路的输入端与所述信号放大电路的输出端连接。
需要说明的是，若需要将输出电流变送信号，在信号放大电路的输出端接入V/I转换电路，以将信号放大电路输出的标准的0-5V或0-10V电压信号转换为0-20mA或4-20mA信号输出，实现直流电压检测、转换到电流信号变送输出的功能，同时实现信号输入输出之间的隔离耐压达到10KV的目标。
进一步地，所述直流高压隔离变送器还包括用于输入辅助电源，并将所述辅助电源稳定在12V的电源模块37，用于给所述第一信号整形电路31和所述第一级信号隔离电路32供电的第一隔离电源模块38，用于给所述第二信号整形电路33和所述第二级信号隔离电路34供电的第二隔离电源模块39，以及用于给所述第三信号整形电路35和所述信号放大电路36供电的第三隔离电源模块40；
所述电源模块37的输出端分别与所述第二隔离电源模块39的输入端、所述第三隔离电源模块40的输入端连接，所述第一隔离电源模块38的输入端与所述第二隔离电源模块39的输出端连接，所述第一隔离电源模块38的输出端分别与所述第一信号整形电路31的电源输入端、所述第一级信号隔离电路32的电源输入端连接；所述第二隔离电源模块39的输出端分别与所述第二信号整形电路33的电源输入端、所述第二级信号隔离电路34的电源输入端连接；所述第三隔离电源模块40的输出端分别与所述第三信号整形电路35的电源输入端、所述信号放大电路36的电源输入端连接。
进一步地，所述电源模块37为型号为LM2575的开关电源芯片。
需要说明的是，各个电路的供电通路部分使用通用的LM2575开关电源芯片，能够做到12～48V输入辅助电源通用，对现场应用来说安装方便、使用灵活，也降低了成本。通过电源模块将输入的辅助电源稳定在12V，然后通过定制的隔离耐压达到6000V的第二隔离电源模块，提供给第二信号整形电路、第二级信号隔离电路的供电，第一级信号隔离电路部分的供电由第二隔离电源模块供给。隔离电源模块使用定制的耐压为6KV的DCDC隔离模块，输入信号端电源与辅助供电端之间采用级联方式，通过两个DCDC隔离模块进行串联方式工作，使得输入信号端电源与辅助供电端的隔离耐压达到10KV。
下面结合图4，对本实用新型实施例所提供的直流高压隔离变送器的工作原理进行说明。
直流电压信号的正负极分别通过输入高压正端和负端输入到定制高压电阻41，以进行信号取样42，实现信号的取样后，通过第一级的信号整形43和信号隔离放大44处理，处理后的信号再经过第二级的信号整形45和信号隔离放大46处理，处理后的信号再经过信号整形47，最后信号放大输出47，以输出标准电压信号。其中，产品辅助电源52通过隔离电源对各个处理的电路进行供电，隔离电源49对进行第一级的信号整形43和信号隔离放大44处理的电路供电，隔离电源50对进行第二级的信号整形45和信号隔离放大46处理的电路供电，隔离电源51对进行信号整形47和信号放大输出处理的电路供电。采用定制高压电阻对直流电压信号直接进行检测，并通过多级信号整形、隔离放大处理获取标准电压信号，大大降低现有技术所存在的风险，提高变送器可靠性和安全性。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种直流高压隔离变送器，其特征在于，包括：用于输入直流高压信号，并对所述直流高压信号进行采样的高压信号采样电路，以及用于对采样到的信号进行多次波形整形、隔离放大处理，输出标准电压信号的信号级联隔离电路；
所述高压信号采样电路的输出端与所述信号级联隔离电路的输入端连接。
2.如权利要求1所述的直流高压隔离变送器，其特征在于，所述高压信号采样电路包括多个串联的耐高压电阻。
3.如权利要求1所述的直流高压隔离变送器，其特征在于，所述信号级联隔离电路包括用于对采样到的信号进行波形整形、隔离放大处理，输出第一处理信号的第一级隔离放大电路，用于对所述第一处理信号进行波形整形、隔离放大处理，输出第二处理信号的第二级隔离放大电路，以及用于对所述第二处理信号进行波形整形、放大处理，输出标准电压信号的整形放大电路；
所述第一级隔离放大电路的输入端与所述高压信号采样电路的输出端连接，所述第一级隔离放大电路的输出端与所述第二级隔离放大电路的输入端连接，所述第二级隔离放大电路的输出端与所述整形放大电路的输入端连接。
4.如权利要求3所述的直流高压隔离变送器，其特征在于，所述第一级隔离放大电路包括用于对采样到的信号进行波形整形，输出第一整形信号的第一信号整形电路，以及用于对所述第一整形信号进行隔离放大处理，输出所述第一处理信号的第一级信号隔离电路；
所述第一信号整形电路的输入端与所述高压信号采样电路的输出端连接，所述第一信号整形电路的输出端与所述第一级信号隔离电路的输入端连接，所述第一级信号隔离电路的输出端与所述第二级隔离放大电路的输入端连接。
5.如权利要求4所述的直流高压隔离变送器，其特征在于，所述第二级隔离放大电路包括用于对所述第一处理信号进行波形整形，输出第二整形信号的第二信号整形电路，以及用于对所述第二整形信号进行隔离放大处理，输出所述第二处理信号的第二级信号隔离电路；
所述第二信号整形电路的输入端与所述第一级信号隔离电路的输出端连接，所述第二信号整形电路的输出端与所述第二级信号隔离电路的输入端连接，所述第二级信号隔离电路的输出端与所述整形放大电路的输入端连接。
6.如权利要求5所述的直流高压隔离变送器，其特征在于，所述第一级信号隔离电路和所述第二级信号隔离电路均为线性光耦。
7.如权利要求5所述的直流高压隔离变送器，其特征在于，所述整形放大电路包括用于对所述第二处理信号进行波形整形，输出第三整形信号的第三信号整形电路，以及用于对所述第三整形信号进行放大处理，输出所述标准电压信号的信号放大电路；
所述第三信号整形电路的输入端与所述第二级信号隔离电路的输出端连接，所述第三信号整形电路的输出端与所述信号放大电路的输入端连接。
8.如权利要求7所述的直流高压隔离变送器，其特征在于，所述直流高压隔离变送器还包括用于将所述标准电压信号转换为标准电流信号的V/I转换电路；
所述V/I转换电路的输入端与所述信号放大电路的输出端连接。
9.如权利要求7所述的直流高压隔离变送器，其特征在于，所述直流高压隔离变送器还包括用于输入辅助电源，并将所述辅助电源稳定在12V的电源模块，用于给所述第一信号整形电路和所述第一级信号隔离电路供电的第一隔离电源模块，用于给所述第二信号整形电路和所述第二级信号隔离电路供电的第二隔离电源模块，以及用于给所述第三信号整形电路和所述信号放大电路供电的第三隔离电源模块；
所述电源模块的输出端分别与所述第二隔离电源模块的输入端、所述第三隔离电源模块的输入端连接，所述第一隔离电源模块的输入端与所述第二隔离电源模块的输出端连接，所述第一隔离电源模块的输出端分别与所述第一信号整形电路的电源输入端、所述第一级信号隔离电路的电源输入端连接；所述第二隔离电源模块的输出端分别与所述第二信号整形电路的电源输入端、所述第二级信号隔离电路的电源输入端连接；所述第三隔离电源模块的输出端分别与所述第三信号整形电路的电源输入端、所述信号放大电路的电源输入端连接。
10.如权利要求9所述的直流高压隔离变送器，其特征在于，所述电源模块为型号为LM2575的开关电源芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621456595.2U CN206348377U (zh) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | 一种直流高压隔离变送器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621456595.2U CN206348377U (zh) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | 一种直流高压隔离变送器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206348377U true CN206348377U (zh) | 2017-07-21 |
Family
ID=59319386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201621456595.2U Active CN206348377U (zh) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | 一种直流高压隔离变送器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206348377U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110726868A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-24 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种隔离式直流电量采集和开关量控制电路 |
| CN113419096A (zh) * | 2021-07-10 | 2021-09-21 | 浙江省机电产品质量检测所有限公司 | 多通道电压隔离分压器 |
| CN114966155A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-08-30 | 深圳圣斯尔电子技术有限公司 | 应用于机载电源大电流检测装置的直流信号隔离模块 |
-
2016
- 2016-12-28 CN CN201621456595.2U patent/CN206348377U/zh active Active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110726868A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-24 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种隔离式直流电量采集和开关量控制电路 |
| CN110726868B (zh) * | 2019-11-08 | 2024-06-11 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种隔离式直流电量采集和开关量控制电路 |
| CN113419096A (zh) * | 2021-07-10 | 2021-09-21 | 浙江省机电产品质量检测所有限公司 | 多通道电压隔离分压器 |
| CN114966155A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-08-30 | 深圳圣斯尔电子技术有限公司 | 应用于机载电源大电流检测装置的直流信号隔离模块 |
| CN114966155B (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-14 | 深圳圣斯尔电子技术有限公司 | 应用于机载电源大电流检测装置的直流信号隔离模块 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206348377U (zh) | 一种直流高压隔离变送器 | |
| CN105137292B (zh) | 用于高压电缆故障定位的直流信号智能采集装置 | |
| CN207976519U (zh) | 一种直流高压检测电路 | |
| CN102200558A (zh) | 开/关机检测电路 | |
| CN109031061A (zh) | 一种电动汽车动力电池组绝缘检测电路 | |
| CN108318729A (zh) | 一种直流高压检测电路 | |
| CN202330520U (zh) | 高电压的隔离采样电路 | |
| CN106383264B (zh) | 抗干扰高精度过零检测方法 | |
| CN105990819A (zh) | 低压变频器的直流电压检测与保护电路 | |
| CN109375015A (zh) | 排流检测装置及远程传输系统 | |
| CN206725670U (zh) | 用于plc模块中滤波电容的检测装置 | |
| CN205317841U (zh) | 一种用于光伏发电的隔离电流检测电路 | |
| CN104362468B (zh) | 电源插座监控装置及电源插座 | |
| CN208383944U (zh) | 工业机器人控制器母线电压检测电路 | |
| CN206863182U (zh) | 高电压安全输出的电池模拟器 | |
| CN209014646U (zh) | 直测式霍尔传感器的电流检测电路和电机控制器 | |
| CN208367085U (zh) | 一种电流电压采集控制模块 | |
| CN104991111B (zh) | 一种大量程交流信号过零检测方法及装置 | |
| CN202794285U (zh) | 一种交直流模拟小信号隔离处理电路 | |
| CN208175077U (zh) | 一种低损耗的电流采样电路 | |
| CN206505122U (zh) | 一种隔离电压采样电路 | |
| CN209256026U (zh) | 一种电火花成型机控制电路 | |
| CN203444256U (zh) | 智能产品信号处理电路 | |
| CN209037556U (zh) | 客车刹车及门控系统的气压采集装置和气压采集系统 | |
| CN107015080A (zh) | 用于plc模块中滤波电容的检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant |