CN208766225U - 变频器电流采样信号处理模块 - Google Patents

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刘明兰
阮冬华
王海峰
张�杰
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Abstract

一种变频器电流采样信号处理模块,包括电源板和CPU板,在电源板上设有电流采集模块和信号调理模块,在CPU板上设有微处理器,所述的电流采集模块包括多个不同的用于采集电流采样信号的采样模块,所述信号调理模块包括多个与采样模块对应设置的调理电路,每个调理电路的输入端分别与对应设置的采样模块相连接用于将电流采样信号进行调理并定标成统一的电压输出信号,每个调理电路的输出端均与微处理器相连接。本实用新型通过电流采集模块能够根据微处理器的输入范围采集多个电流采样信号,通过信号调理模块将多个电流采样信号进行调理后定标成统一的电压输出信号,从而将CPU板和微处理器统一成一种,实现了变频器在不同工作条件下的通用。

Description

变频器电流采样信号处理模块
技术领域
本实用新型涉及变频器领域,特别是一种变频器电流采样信号处理模块。
背景技术
变频器一般通过改变电机输入电压的频率来改变电机转速,变频器在运行过程中,其过载起动电流为额定电流的1.2至1.5倍,其过流保护为额定电流的2.4至3倍,另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关,鉴于电流检测的重要性,在变频器设计中采用对电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。
目前变频器由于体积和电源板大小的限制,不同功率段的变频器会采用不同的电流采集方式,由于采样方式的不同从而产生了不同的电流采样信号,电流采样信号需要通过调理电路转化成统一的信号,同时由于不同的采样方式对应不同电阻值,因此需要在CPU板贴片后根据不同的采样方式拆焊不同的电阻,这样造成生产的不便和成本的上升。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种结构简单、加工组装方便、成本较低的变频器电流采样信号处理模块。
为实现上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:
一种变频器电流采样信号处理模块,包括电源板1和CPU板2,在电源板 1上设有电流采集模块11和信号调理模块12,在CPU板2上设有微处理器3,所述的电流采集模块11包括多个不同的用于采集电流采样信号的采样模块,所述信号调理模块12包括多个与采样模块对应设置的调理电路,每个调理电路的输入端分别与对应设置的采样模块相连接用于将电流采样信号进行调理并定标成统一的电压输出信号,每个调理电路的输出端均与微处理器3相连接。
优选的,在CPU板2上还设有跟随电路21和信号抬高电路22,所述跟随电路21的输入端与信号调理模块12的输出端相连接用于消除电流采集模块11 对电压输出信号的干扰以及隔离信号抬高电路22,跟随电路21的输出端与信号抬高电路22的输入端相连接,所述的信号抬高电路22的输出端与微处理器 3相连接用于将电压输出信号抬高并形成微处理器3能够计算的定标信号。
优选的,所述的电流采集模块11包括电阻采样模块111、贴片霍尔采样模块112和插件霍尔采样模块113,所述的信号调理模块12包括电阻调理电路 121、贴片霍尔调理电路122和插件霍尔调理电路123,所述电阻采样模块111 与电阻调理电路121的输入端相连接并得到采样电阻的电流采样信号,所述电阻调理电路121的输出与跟随电路21相连接用于将采样电阻的电流采样信号调理定标为电压输出信号,所述贴片霍尔采样模块112与贴片霍尔调理电路122 的输入端相连接并得到贴片霍尔元件的电流采样信号,所述贴片霍尔调理电路 122的输出与跟随电路21相连接用于将贴片霍尔元件的电流采样信号调理定标为电压输出信号,所述插件霍尔采样模块113与插件霍尔调理电路123的输入端相连接并得到插件霍尔元件的电流采样信号,所述插件霍尔调理电路123的输出与跟随电路21相连接用于将插件霍尔元件的电流采样信号调理定标为电压输出信号。
优选的,所述的电阻采样模块111包括电阻R4和电阻R5,所述的电阻调理电路121包括光耦U1和运算放大器U2A,所述的电阻R4和电阻R5与光耦 U1的输入端相连接且采样电流流过电阻R4和电阻R5,所述光耦U1的输出端与运算放大器U2A的输入端相连接,所述运算放大器U2A的输出端与跟随电路 21相连接,所述的电阻R4和电阻R5并联设置并接交流的采样电流,并联后的一端串联电阻R2后与光耦U1的第二引脚相连接,并联后的另一端与光耦U1 的第三引脚相连接,所述光耦U1的第一引脚串联电阻R1后接电源VT,所述光耦U1的第四引脚与GND_VT端相连接,所述光耦U1的第五引脚接地,所述光耦U1的第六引脚串联电阻R6后与运算放大器U2A的反向输入端相连接,所述光耦U1的第七引脚串联电阻R3后与运算放大器U2A的正向输入端相连接,所述光耦U1的第八引脚与电源相连接。
优选的,所述的电阻调理电路121还包括电阻RV1、电阻RV2、电阻RV3、电阻RV4、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4,所述的电阻RV1和电阻RV2 并联设置,并联后的一端与运算放大器U2A的正向输入端相连接且另一端接地,所述的电阻RV3、电阻RV4和电容C4并联设置,并联后的一端与运算放大器 U2A的反向输入端相连接,另一端与运算放大器U2A的输出端相连接,运算放大器U2A的正电源端与电容C1的一端相连接并接电源,所述电容C1的另一端接地,运算放大器U2A的负电源端与电容C3的一端相连接并电源,所述电容 C3的另一端接地,所述电容C2的一端与运算放大器U2A的输出端相连接另一端接地,并且运算放大器U2A的输出端与跟随电路21相连接。
优选的,所述的贴片霍尔采样模块112包括电流传感器CS2,所述的贴片霍尔调理电路122包括运算放大器U1和运算放大器U2,所述电流传感器CS2 的电流感测通路与采样电流相连接,电流传感器CS2的传导通路与运算放大器 U1的输入端相连接,所述运算放大器U1的输出端与运算放大器U2的输入端相连接,所述运算放大器U2的输出端与跟随电路21相连接。
优选的,所述的贴片霍尔采样模块112还包括电容C5和电容C6,所述电流传感器CS2的第一引脚和电流传感器CS2的第二引脚并联设置形成与采样电流相连接的电流路径W1,电流传感器CS2的第三引脚和电流传感器CS2的第四引脚并联设置形成与采样电流相连接的电流路径W2,所述电容C6的一端与电流传感器CS2的第六引脚相连接,电容C6的另一端与电流传感器CS2的第五引脚相连接并接地,电流传感器CS2的第七引脚串联电阻R7后与运算放大器 U1的反向输入端相连接,电流传感器CS2的第八引脚与电容C5的一端相连接并接电源,所述电容C5的另一端接地,所述运算放大器U1的正向输入端串联电阻R8后与电源相连接,运算放大器U1的输出端依次与电阻R9和电阻R11 串联后与运算放大器U2的反向输入端相连接,在运算放大器U1的正向输入端与电阻R11之间串联有电阻R10,所述运算放大器U2的正向输入端串联电阻 R12后接地,运算放大器U2的输出端串联电阻R15后与跟随电路21相连接,并且在运算放大器U2的输出端与运算放大器U2的反向输入端之间串联有电容C7,在电阻R15与运算放大器U2的反向输入端之间依次并联有电阻R13和电阻R14。
优选的,所述的插件霍尔采样模块113包括插件霍尔传感器H1,所述的插件霍尔调理电路123包括电容C8、电容C9、电阻R16、电阻R17、电阻R18和电阻R19,所述插件霍尔传感器H1的第一引脚与电容C8的一端相连接并接电源,所述电容C8的另一端接地,插件霍尔传感器H1的第二引脚与电容C9的一端相连接并接-15V电源,所述电容C9的另一端接地,插件霍尔传感器H1的第三引脚与电阻R18的一端相连接,所述电阻R18的另一端与跟随电路21相连接,用于将插件霍尔传感器H1的电流采样信号经过调理定标后得到的电压输出信号进行跟随和隔离,插件霍尔传感器H1的第四引脚与电阻R16的一端相连接,所述电阻R16的另一端与跟随电路21相连接,插件霍尔传感器H1的第五引脚接地,采样电流分别从插件霍尔传感器H1的第六引脚和插件霍尔传感器H1的第八引脚流入,并从插件霍尔传感器H1的第七引脚和插件霍尔传感器H1的第九引脚流出,所述电阻R17的一端与电阻R16相连接另一端接地,所述电阻R19的一端与电阻R18相连接另一端接地。
优选的,所述的跟随电路21包括运算放大器U3、电阻R21、电阻R22和电阻R23,所述电阻R1的一端分别与电流采集模块11的电阻调理电路121、贴片霍尔调理电路122和插件霍尔调理电路123相连接,电阻R21的另一端与运算放大器U3的正向输入端相连接,所述运算放大器U3的反向输入端串联电阻R22后分别与信号抬高电路22和电阻R23的一端相连接,所述电阻R3的另一端与运算放大器U3的输出端相连接。
优选的,所述的信号抬高电路22包括电阻R24、电阻R25、电容C10、二极管D1和二极管D2,所述电阻R25的一端与跟随电路21相连接,电阻R25的另一端通过ADC接口与微处理器3相连接,所述电阻R24的一端通过ADC接口与微处理器3相连接,电阻R24的另一端与电源VDD33相连接,所述电容C10 的一端通过ADC接口与微处理器3相连接,电容C10的另一端与二极管D2的正极相连接并接地,所述二极管D2的负极与二极管D1的正极相连接并通过ADC接口与微处理器3相连接,所述二极管D1的负极与电源VDD33相连接。
本实用新型的变频器电流采样信号处理模块通过电流采集模块能够根据微处理器的输入范围采集多个电流采样信号,通过信号调理模块将多个电流采样信号进行调理后定标成统一的电压输出信号,从而将CPU板和微处理器统一成一种,在保证变频器正常使用的情况下,不需要根据不同的采样方式在CPU板上进行电阻的调节,实现了变频器在不同工作条件下的通用。此外,通过将跟随电路和信号抬高电路设置在CPU板上,将信号调理模块设置在电源板上,使得电流采样信号的调理都在电源板上进行,CPU板上仅对信号进行跟随和信号抬高,从而在变频器的生产和调试过程中实现了CPU板的通用,简化了生产流程,降低了生产中漏焊或误焊的风险。
附图说明
图1是本实用新型的原理方框图;
图2是本实用新型的电流采集模块和信号调理模块的原理方框图;
图3是本实用新型的电阻采样模块和电阻调理电路的原理图;
图4是本实用新型的贴片霍尔采样模块和贴片霍尔调理电路的原理图;
图5是本实用新型的插件霍尔采样模块和插件霍尔调理电路的原理图;
图6是本实用新型的跟随电路和信号抬高电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图1至6给出本实用新型的实施例,进一步说明本实用新型的变频器电流采样信号处理模块具体实施方式。本实用新型的变频器电流采样信号处理模块不限于以下实施例的描述。
如图1所示,本实用新型的变频器电流采样信号处理模块包括电源板1和 CPU板2,在电源板1上设有电流采集模块11和信号调理模块12,在CPU板2 上设有微处理器3,所述的电流采集模块11包括多个不同的用于采集电流采样信号的采样模块,所述信号调理模块12包括多个与采样模块对应设置的调理电路,每个调理电路的输入端分别与对应设置的采样模块相连接用于将电流采样信号进行调理并定标成统一的电压输出信号,每个调理电路的输出端均与微处理器3相连接用于将电压输出信号抬高并形成微处理器3能够计算的定标信号。本实用新型通过电流采集模块11能够根据微处理器3的输入范围采集多个电流采样信号,通过信号调理模块12将多个电流采样信号进行调理后定标成统一的电压输出信号,从而将CPU板2和微处理器3统一成一种,在保证变频器正常使用的情况下,不需要根据不同的采样方式在CPU板2上进行电阻的调节,实现了变频器在不同工作条件下的通用。
具体的,在CPU板2上还设有跟随电路21和信号抬高电路22,所述跟随电路21的输入端与信号调理模块12的输出端相连接用于消除电流采集模块11对电压输出信号的干扰以及隔离信号抬高电路22,跟随电路21的输出端与信号抬高电路22的输入端相连接,使得电源板传送过来的调节信号不会受到信号抬高电路22的影响,所述的信号抬高电路22的输出端与微处理器3相连接用于将电压输出信号抬高并形成微处理器3能够计算的定标信号。本实用新型通过将跟随电路21和信号抬高电路22设置在CPU板2上,将信号调理模块12设置在电源板1上,使得电流采样信号的调理都在电源板1上进行,CPU板2上仅对信号进行跟随和信号抬高,从而在变频器的生产和调试过程中实现了CPU板2的通用,简化了生产流程,降低了生产中漏焊或误焊的风险,并且在调试过程中,即使出现CPU板2不够的情况,硬件可以不做处理即可使用,保证非硬件人员在操作过程中不会用错。
如图2所示,所述的电流采集模块11包括电阻采样模块111、贴片霍尔采样模块112和插件霍尔采样模块113,所述的信号调理模块12包括电阻调理电路121、贴片霍尔调理电路122和插件霍尔调理电路123,所述电阻采样模块 111与电阻调理电路121的输入端相连接并通过采样电阻进行电流采样并得到采样电阻的电流采样信号,所述电阻调理电路121的输出与跟随电路21相连接用于将采样电阻的电流采样信号调理定标为电压输出信号;所述贴片霍尔采样模块112与贴片霍尔调理电路122的输入端相连接并通过贴片霍尔元件进行电流采样并得到贴片霍尔元件的电流采样信号,所述贴片霍尔调理电路122的输出与跟随电路21相连接用于将贴片霍尔元件的电流采样信号调理定标为电压输出信号;所述插件霍尔采样模块113与插件霍尔调理电路123的输入端相连接并通过插件霍尔元件进行电流采样并得到插件霍尔元件的电流采样信号,所述插件霍尔调理电路123的输出与跟随电路21相连接用于将插件霍尔元件的电流采样信号调理定标为电压输出信号。
由于变频器的额定输出电流和采样方式不同,对应输出额定电流时的采样信号不同,在CPU板2上的微处理器3的输入范围是0至3.3V,所以输入微处理器3的信号为抬高1.65V峰峰值的范围为0至3.3V的正弦波,因此可以定标变频器在输出额定电流时输入到微处理器3的信号为抬高1.65V,1.5Vpp的正弦波信号,使用时,变频器的电源板1上的电流采集模块11将不同方式的采样信号通过在各自对应的调理电路,最终调理成同一种电压输出信号通过灰排线送给CPU板2,并通过跟随电路21进行隔离,以此消除电流采集模块11 对电压输出信号的干扰,然后抬高后达到定标信号后送给微处理器3的ADC采样引脚。本实用新型的变频器电流采样信号处理模块具备常用的电阻采样和霍尔元件采样,能够满足大部分用户的需要,能够对变频器的实际工作电流进行准确和有效的检测。
如图3所示,所述的电阻采样模块111包括电阻R4和电阻R5,所述的电阻调理电路121包括光耦U1和运算放大器U2A,所述的电阻R4和电阻R5与光耦U1的输入端相连接且采样电流流过电阻R4和电阻R5,所述光耦U1的输出端与运算放大器U2A的输入端相连接用于将大的采样电流与弱电的控制电路隔离,所述运算放大器U2A的输出端与跟随电路21相连接用于将采样电阻的电流采样信号经过调理定标后得到的电压输出信号进行跟随和隔离。
具体的,所述的电阻R4和电阻R5并联设置并接交流的采样电流,并联后的一端串联电阻R2后与光耦U1的第二引脚相连接,并联后的另一端与光耦U1 的第三引脚相连接,所述光耦U1的第一引脚串联电阻R1后接+15V的电源VT,所述光耦U1的第四引脚与GND_VT端相连接,所述光耦U1的第五引脚接地,所述光耦U1的第六引脚串联电阻R6后与运算放大器U2A的反向输入端相连接,所述光耦U1的第七引脚串联电阻R3后与运算放大器U2A的正向输入端相连接,所述光耦U1的第八引脚与+5V电源相连接,所述的电阻调理电路121还包括电阻RV1、电阻RV2、电阻RV3、电阻RV4、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4,所述的电阻RV1和电阻RV2并联设置,并联后的一端与运算放大器U2A的正向输入端相连接且另一端接地,所述的电阻RV3、电阻RV4和电容C4并联设置,并联后的一端与运算放大器U2A的反向输入端相连接,另一端与运算放大器U2A 的输出端相连接,运算放大器U2A的正电源端与电容C1的一端相连接并接+15V 电源,所述电容C1的另一端接地,运算放大器U2A的负电源端与电容C3的一端相连接并接-15V电源,所述电容C3的另一端接地,所述电容C2的一端与运算放大器U2A的输出端相连接另一端接地,并且运算放大器U2A的输出端通过IV接口与跟随电路21相连接。工作时,电阻R4和电阻R5作为电流采样电阻,交流的采样电流通过这两个电阻,产生的压差输入到光耦U1的第二引脚和第三引脚,光耦U1可以将大的采样电流与弱电的控制电路隔离,最终输出差分信号U+和差分信号U-,所述的差分信号U+和差分信号U-通过运算放大器U2A 调理成统一的电压输出信号。
如图4所示,所述的贴片霍尔采样模块112包括利用霍尔效应的电流传感器CS2,所述的贴片霍尔调理电路122包括运算放大器U1和运算放大器U2,所述电流传感器CS2的电流感测通路与采样电流相连接,电流传感器CS2的传导通路与运算放大器U1的输入端相连接,所述运算放大器U1的输出端与运算放大器U2的输入端相连接从而形成两极运放电路,所述运算放大器U2的输出端与跟随电路21相连接用于将电流传感器CS2的电流采样信号经过调理定标后得到的电压输出信号进行跟随和隔离。
具体的,所述的贴片霍尔采样模块112还包括电容C5和电容C6,所述电流传感器CS2的第一引脚和电流传感器CS2的第二引脚并联设置形成与采样电流相连接的电流路径W1,电流传感器CS2的第三引脚和电流传感器CS2的第四引脚并联设置形成与采样电流相连接的电流路径W2,所述电容C6的一端与电流传感器CS2的第六引脚相连接,电容C6的另一端与电流传感器CS2的第五引脚相连接并接地,电流传感器CS2的第七引脚串联电阻R7后与运算放大器 U1的反向输入端相连接,电流传感器CS2的第八引脚与电容C5的一端相连接并接+5V电源,所述电容C5的另一端接地,所述运算放大器U1的正向输入端串联电阻R8后与+5V电源相连接,运算放大器U1的输出端依次与电阻R9和电阻R11串联后与运算放大器U2的反向输入端相连接,在运算放大器U1的正向输入端与电阻R11之间串联有电阻R10,所述运算放大器U2的正向输入端串联电阻R12后接地,运算放大器U2的输出端串联电阻R15后通过IV接口与跟随电路21相连接,并且在运算放大器U2的输出端与运算放大器U2的反向输入端之间串联有电容C7,在电阻R15与运算放大器U2的反向输入端之间依次并联有电阻R13和电阻R14。优选的,电流传感器CS2为ACS712系列电流传感器,其输出信号为抬高2.5V的正弦波,所以在贴片霍尔调理电路122中通过运算放大器U1将其拉低2.5V,即关于X轴对称的正弦波,然后通过运算放大器U2 缩放为统一的电压输出信号。
如图5所示,所述的插件霍尔采样模块113包括插件霍尔传感器H1,所述的插件霍尔调理电路123包括电容C8、电容C9、电阻R16、电阻R17、电阻R18 和电阻R19,所述插件霍尔传感器H1的第一引脚与电容C8的一端相连接并接 +15V电源,所述电容C8的另一端接地,插件霍尔传感器H1的第二引脚与电容 C9的一端相连接并接-15V电源,所述电容C9的另一端接地,插件霍尔传感器 H1的第三引脚与电阻R18的一端相连接,所述电阻R18的另一端通过IV接口与跟随电路21相连接,用于将插件霍尔传感器H1的电流采样信号经过调理定标后得到的电压输出信号进行跟随和隔离,插件霍尔传感器H1的第四引脚与电阻R16的一端相连接,所述电阻R16的另一端通过IW接口经跟随电路21与CPU 板2相连接,插件霍尔传感器H1的第五引脚接地,采样电流分别从插件霍尔传感器H1的第六引脚和插件霍尔传感器H1的第八引脚流入,并从插件霍尔传感器H1的第七引脚和插件霍尔传感器H1的第九引脚流出,所述电阻R17的一端与电阻R16相连接另一端接地,所述电阻R19的一端与电阻R18相连接另一端接地。工作时,插件霍尔传感器H1输出的电流采样信号是关于标准正弦波,且由于机型小,对电流采样信号进行分压处理就能够得到统一的电压输出信号。
如图6所示,所述的跟随电路21包括运算放大器U3、电阻R21、电阻R22 和电阻R23,所述电阻R21的一端分别与电阻调理电路121、贴片霍尔调理电路 122和插件霍尔调理电路123相连接,电阻R1的另一端与运算放大器U3的正向输入端相连接,所述运算放大器U3的反向输入端串联电阻R22后分别与信号抬高电路22和电阻R23的一端相连接,所述电阻R23的另一端与运算放大器 U3的输出端相连接;所述的信号抬高电路22包括电阻R24、电阻R25、电容C10、二极管D1和二极管D2,所述电阻R25的一端与跟随电路21的运算放大器U1相连接,电阻R25的另一端通过ADC接口与微处理器3相连接,所述电阻R24的一端通过ADC接口与微处理器3相连接,电阻R24的另一端与电源VDD33相连接,所述电容C10的一端通过ADC接口与微处理器3相连接,电容C10的另一端与二极管D2的正极相连接并接地,所述二极管D2的负极与二极管D1的正极相连接并通过ADC接口与微处理器3相连接,所述二极管D1的负极与电源VDD33 相连接。
本实用新型通过在CPU板2上设置跟随电路21,能够消除电流采集模块11 对电压输出信号的干扰以及前级电路对下级电路的影响。尤其是在前级电路采用电阻分压时,利用跟随电路21的运算放大器U1的输出阻抗无穷大的特性,将后面的信号抬高电路22进行隔离,使得电源板1的调节信号不会受到信号抬高电路22的影响,同时减小了电源板1的尺寸。需要说明的是,在CPU板上可以设置多个结构相同的跟随电路21用于分别处理来自电源板1的调节信号,即电源板上过来的IV,IW信号。电源板1上根据需要也可以设置多个结构相同的电阻采样模块111、贴片霍尔采样模块112和插件霍尔采样模块113,以及电阻调理电路121、贴片霍尔调理电路122和插件霍尔调理电路123等。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种变频器电流采样信号处理模块,包括电源板(1)和CPU板(2),其特征在于:在电源板(1)上设有电流采集模块(11)和信号调理模块(12),在CPU板(2)上设有微处理器(3),所述的电流采集模块(11)包括多个不同的用于采集电流采样信号的采样模块,所述信号调理模块(12)包括多个与采样模块对应设置的调理电路,每个调理电路的输入端分别与对应设置的采样模块相连接用于将电流采样信号进行调理并定标成统一的电压输出信号,每个调理电路的输出端均与微处理器(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的变频器电流采样信号处理模块,其特征在于:在CPU板(2)上还设有跟随电路(21)和信号抬高电路(22),所述跟随电路(21)的输入端与信号调理模块(12)的输出端相连接用于消除电流采集模块(11)对电压输出信号的干扰以及隔离信号抬高电路(22),跟随电路(21)的输出端与信号抬高电路(22)的输入端相连接,所述的信号抬高电路(22)的输出端与微处理器(3)相连接用于将电压输出信号抬高并形成微处理器(3)能够计算的定标信号。
3.根据权利要求2所述的变频器电流采样信号处理模块,其特征在于:所述的电流采集模块(11)包括电阻采样模块(111)、贴片霍尔采样模块(112)和插件霍尔采样模块(113),所述的信号调理模块(12)包括电阻调理电路(121)、贴片霍尔调理电路(122)和插件霍尔调理电路(123),所述电阻采样模块(111)与电阻调理电路(121)的输入端相连接并得到采样电阻的电流采样信号,所述电阻调理电路(121)的输出与跟随电路(21)相连接用于将采样电阻的电流采样信号调理定标为电压输出信号,所述贴片霍尔采样模块(112)与贴片霍尔调理电路(122)的输入端相连接并得到贴片霍尔元件的电流采样信号,所述贴片霍尔调理电路(122)的输出与跟随电路(21)相连接用于将贴片霍尔元件的电流采样信号调理定标为电压输出信号,所述插件霍尔采样模块(113)与插件霍尔调理电路(123)的输入端相连接并得到插件霍尔元件的电流采样信号,所述插件霍尔调理电路(123)的输出与跟随电路(21)相连接用于将插件霍尔元件的电流采样信号调理定标为电压输出信号。
4.根据权利要求3所述的变频器电流采样信号处理模块,其特征在于:所述的电阻采样模块(111)包括电阻R4和电阻R5,所述的电阻调理电路(121)包括光耦U1和运算放大器U2A,所述的电阻R4和电阻R5与光耦U1的输入端相连接且采样电流流过电阻R4和电阻R5,所述光耦U1的输出端与运算放大器U2A的输入端相连接,所述运算放大器U2A的输出端与跟随电路(21)相连接,所述的电阻R4和电阻R5并联设置并接交流的采样电流,并联后的一端串联电阻R2后与光耦U1的第二引脚相连接,并联后的另一端与光耦U1的第三引脚相连接,所述光耦U1的第一引脚串联电阻R1后接电源VT,所述光耦U1的第四引脚与GND-VT端相连接,所述光耦U1的第五引脚接地,所述光耦U1的第六引脚串联电阻R6后与运算放大器U2A的反向输入端相连接,所述光耦U1的第七引脚串联电阻R3后与运算放大器U2A的正向输入端相连接,所述光耦U1的第八引脚与电源相连接。
5.根据权利要求4所述的变频器电流采样信号处理模块,其特征在于:所述的电阻调理电路(121)还包括电阻RV1、电阻RV2、电阻RV3、电阻RV4、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4,所述的电阻RV1和电阻RV2并联设置,并联后的一端与运算放大器U2A的正向输入端相连接且另一端接地,所述的电阻RV3、电阻RV4和电容C4并联设置,并联后的一端与运算放大器U2A的反向输入端相连接,另一端与运算放大器U2A的输出端相连接,运算放大器U2A的正电源端与电容C1的一端相连接并接电源,所述电容C1的另一端接地,运算放大器U2A的负电源端与电容C3的一端相连接并电源,所述电容C3的另一端接地,所述电容C2的一端与运算放大器U2A的输出端相连接另一端接地,并且运算放大器U2A的输出端与跟随电路(21)相连接。
6.根据权利要求3所述的变频器电流采样信号处理模块,其特征在于:所述的贴片霍尔采样模块(112)包括电流传感器CS2,所述的贴片霍尔调理电路(122)包括运算放大器U1和运算放大器U2,所述电流传感器CS2的电流感测通路与采样电流相连接,电流传感器CS2的传导通路与运算放大器U1的输入端相连接,所述运算放大器U1的输出端与运算放大器U2的输入端相连接,所述运算放大器U2的输出端与跟随电路(21)相连接。
7.根据权利要求6所述的变频器电流采样信号处理模块,其特征在于:所述的贴片霍尔采样模块(112)还包括电容C5和电容C6,所述电流传感器CS2的第一引脚和电流传感器CS2的第二引脚并联设置形成与采样电流相连接的电流路径W1,电流传感器CS2的第三引脚和电流传感器CS2的第四引脚并联设置形成与采样电流相连接的电流路径W2,所述电容C6的一端与电流传感器CS2的第六引脚相连接,电容C6的另一端与电流传感器CS2的第五引脚相连接并接地,电流传感器CS2的第七引脚串联电阻R7后与运算放大器U1的反向输入端相连接,电流传感器CS2的第八引脚与电容C5的一端相连接并接电源,所述电容C5的另一端接地,所述运算放大器U1的正向输入端串联电阻R8后与电源相连接,运算放大器U1的输出端依次与电阻R9和电阻R11串联后与运算放大器U2的反向输入端相连接,在运算放大器U1的正向输入端与电阻R11之间串联有电阻R10,所述运算放大器U2的正向输入端串联电阻R12后接地,运算放大器U2的输出端串联电阻R15后与跟随电路(21)相连接,并且在运算放大器U2的输出端与运算放大器U2的反向输入端之间串联有电容C7,在电阻R15与运算放大器U2的反向输入端之间依次并联有电阻R13和电阻R14。
8.根据权利要求3所述的变频器电流采样信号处理模块,其特征在于:所述的插件霍尔采样模块(113)包括插件霍尔传感器H1,所述的插件霍尔调理电路(123)包括电容C8、电容C9、电阻R16、电阻R17、电阻R18和电阻R19,所述插件霍尔传感器H1的第一引脚与电容C8的一端相连接并接电源,所述电容C8的另一端接地,插件霍尔传感器H1的第二引脚与电容C9的一端相连接并接-15V电源,所述电容C9的另一端接地,插件霍尔传感器H1的第三引脚与电阻R18的一端相连接,所述电阻R18的另一端与跟随电路(21)相连接,用于将插件霍尔传感器H1的电流采样信号经过调理定标后得到的电压输出信号进行跟随和隔离,插件霍尔传感器H1的第四引脚与电阻R16的一端相连接,所述电阻R16的另一端与跟随电路(21)相连接,插件霍尔传感器H1的第五引脚接地,采样电流分别从插件霍尔传感器H1的第六引脚和插件霍尔传感器H1的第八引脚流入,并从插件霍尔传感器H1的第七引脚和插件霍尔传感器H1的第九引脚流出,所述电阻R17的一端与电阻R16相连接另一端接地,所述电阻R19的一端与电阻R18相连接另一端接地。
9.根据权利要求2所述的变频器电流采样信号处理模块,其特征在于:所述的跟随电路(21)包括运算放大器U3、电阻R21、电阻R22和电阻R23,所述电阻R1的一端分别与电流采集模块(11)的电阻调理电路(121)、贴片霍尔调理电路(122)和插件霍尔调理电路(123)相连接,电阻R21的另一端与运算放大器U3的正向输入端相连接,所述运算放大器U3的反向输入端串联电阻R22后分别与信号抬高电路(22)和电阻R23的一端相连接,所述电阻R3的另一端与运算放大器U3的输出端相连接。
10.根据权利要求2所述的变频器电流采样信号处理模块,其特征在于:所述的信号抬高电路(22)包括电阻R24、电阻R25、电容C10、二极管D1和二极管D2,所述电阻R25的一端与跟随电路(21)相连接,电阻R25的另一端通过ADC接口与微处理器(3)相连接,所述电阻R24的一端通过ADC接口与微处理器(3)相连接,电阻R24的另一端与电源VDD33相连接,所述电容C10的一端通过ADC接口与微处理器(3)相连接,电容C10的另一端与二极管D2的正极相连接并接地,所述二极管D2的负极与二极管D1的正极相连接并通过ADC接口与微处理器(3)相连接,所述二极管D1的负极与电源VDD33相连接。
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CN110429913A (zh) * 2019-07-31 2019-11-08 博耳(无锡)电力成套有限公司 光伏汇流箱检测装置

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