CN211928003U - 一种高压变频器的电压采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压变频器的电压采集电路，包括将高压信号变为低压信号的分压电路、光耦隔离放大器和调理电路，分压电路的输入端为电压采集电路的输入端，光耦隔离放大器的输入端接分压电路的输出端，光耦隔离放大器的输出端接调理电路的输入端，调理电路的输出端为电压采集电路的输出端。本实用新型的高压变频器电压采集电路不需要使用电压互感器，电路体积小，成本低。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及高压变频器，尤其涉及一种高压变频器的电压采集电路。
[背景技术]
现有10KV/6KV变频器的输入输出电压高，多采用电压互感器测量，电压互感器的体积巨大，成本高昂，不利于对成本要求较高，空间局促的现场应用。
[发明内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积小，成本低的高压变频器的电压采集电路。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种高压变频器的电压采集电路，包括将高压信号变为低压信号的分压电路、光耦隔离放大器和调理电路，分压电路的输入端为电压采集电路的输入端，光耦隔离放大器的输入端接分压电路的输出端，光耦隔离放大器的输出端接调理电路的输入端，调理电路的输出端为电压采集电路的输出端。
以上所述的电压采集电路，分压电路采用数十个低压贴片电阻串联，分压电路的第一端接高压变频器输出电压的采样端，第二端接高压变频器三相电压输出的中性点；分压电路输出端输出的电压幅值不超过200mV。
以上所述的电压采集电路，光耦隔离放大器第一输入引脚通过第一滤波电阻接分压电路的输出端，第二输入引脚接所述的中性点；第一滤波电容的一端接光耦隔离放大器的第一输入引脚，另一端接所述的中性点。
以上所述的电压采集电路，光耦隔离放大器输入端的电源引脚接第一直流电源，并通过第八电容接地，光耦隔离放大器输入端的接地引脚接地；光耦隔离放大器输出端的电源引脚接第二直流电源，并通过第七电容接地，光耦隔离放大器输出端的接地引脚接地。
以上所述的电压采集电路，调理电路包括同相比例运算放大电路和低通滤波电路，同相比例运算放大电路的输入端接光耦隔离放大器的输出端，低通滤波电路的输入端接同相比例运算放大电路的输出端，低通滤波电路的输出端为调理电路的输出端。
以上所述的电压采集电路，同相比例运算放大电路包括运算放大器、第六电阻、第八电阻和第三电容，运算放大器的同相输入端接光耦隔离放大器的第一输出端，并通过第六电阻接偏置电压；运算放大器的反相输入端接光耦隔离放大器的第二输出端，第八电阻接在运算放大器的反相输入端与输出端之间，第三电容与第八电阻并接。
以上所述的电压采集电路，运算放大器的同相输入端通过第四电阻接光耦隔离放大器的第一输出端，运算放大器的反相输入端通过第二电阻接光耦隔离放大器的第二输出端；运算放大器的正负电源输入引脚分别通过滤波电容接地；第二电容与第六电阻并接。
以上所述的电压采集电路，低通滤波电路包括第十电阻和第六电容，第十电阻串接在运算放大器的输出端与调理电路的输出端之间，调理电路的输出端通过第六电容接地。
以上所述的电压采集电路，所述的接地是接控制回路的零电位参考点。
本实用新型的高压变频器电压采集电路不需要使用电压互感器，电路体积小，成本低。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例高压变频器电压采集电路的原理框图。
图2是本实用新型实施例高压变频器电压采集电路的电路图。
[具体实施方式]
本实用新型实施例高压变频器的电压采集电路如图1所示，包括将高压信号变为低压信号的分压电路、光耦隔离放大器和调理电路，分压电路的输入端为电压采集电路的输入端，光耦隔离放大器的输入端接分压电路的输出端，光耦隔离放大器的输出端接调理电路的输入端，调理电路的输出端为电压采集电路的输出端。
如图2所示，分压电路采用60个贴片电阻RX1至电阻RXN串联，其中N＝60，采用贴片电阻分压的形式，将10KV/6KV电压分压到一个很小的电压幅值电压ui1。分压电路的第一端接高压变频器输出电压的采样端，第二端接中性点GND1；分压电路输出端输出的电压ui1的幅值不超过200mV。
滤波电阻R1与滤波电容C1构成低通滤波器，滤除电压ui1中的高频杂波。光耦隔离放大器U1的第一输入引脚VIN+通过滤波电阻R1接分压电路的输出端，光耦隔离放大器U1第二输入引脚VIN-接中性点GND1。第一滤波电容C1的一端接光耦隔离放大器U1的第一输入引脚VIN+，另一端接中性点GND1,GND1是高压变频器三相电压输出的中性点。光耦隔离放大器U1输入端的电源引脚VDD接直流电源VCC1，并通过电容C8接中性点GND1，光耦隔离放大器U1输入端的接地引脚接中性点GND1。光耦隔离放大器U1输出端的电源引脚V+接直流电源VCC，并通过电容C7接地GND，光耦隔离放大器U1输出端的接地引脚V-接地GND，GND是控制回路的零电位参考点,GND1与GND互相隔离。光耦隔离放大器将前级的高压侧与后级的低压控制侧进行隔离，有效地解决了强电磁干扰与触电安全问题，电压ui1经过低通滤波器过滤后进入光耦隔离放大器U1处理，光耦隔离放大器U1起到电气隔离与放大电压ui1，光耦隔离放大器U1处理后输出电压ui2。
调理电路包括同相比例运算放大电路和低通滤波电路。同相比例运算放大电路的输入端接光耦隔离放大器U1的输出端，低通滤波电路的输入端接同相比例运算放大电路的输出端，低通滤波电路的输出端为调理电路的输出端。
同相比例运算放大电路包括运算放大器U8A、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、电容C3。运算放大器U8A的同相输入端通过电阻R4和电阻R5接光耦隔离放大器U1的第一输出引脚OUT+，并通过电阻R6和电阻R7接偏置电压Vref，电容C2与电阻R6、电阻R7并接。偏置电压Vref将电压ui2从交流电压抬升到正电压范围。
运算放大器U8A的反相输入端接光耦隔离放大器U1的第二输出引脚OUT-，电阻R8和电阻R9接在运算放大器U8A的反相输入端与输出端之间，电容C3与电阻R8、电阻R9并接。
电容C4、电容C5是运算放大器U8A电源的滤波电容，运算放大器U8A的电源正引脚+V_L通过滤波电容C4接地，电源引脚-V_L通过滤波电容C54接地。
低通滤波电路包括电阻R10和电容C6，电阻R10串接在运算放大器U8A的输出端与调理电路的输出端之间，调理电路的输出端通过电容C6接地。
电压ui2经过调理电路的滤波与放大，输出电压为uo，uo的幅值在0-3V内，uo可以直接使用DSP或者A/D芯片采样。光耦隔离放大器对微弱电信号电压ui1进行了一次放大，其输出电压ui2电压较高，调理电路可以不用高精度低温漂的运算放大器对电压ui2进行调理，光耦隔离放大器与调理电路的电压放大倍数为50倍，即uo/ui1＝50。
本实用新型以上实施例使用电阻分压的形式将高压交流电压降低到小幅值交流电压，通过光耦隔离放大器检测小幅值交流电压，经过运算放大器电路的调理，将电压值变换为适合AD芯片或者DSP处理的电压幅值信号。本实用新型的高压变频器电压采集电路不需要使用电压互感器，电路体积小，成本低。
Claims (9)
1.一种高压变频器的电压采集电路，其特征在于，包括将高压信号变为低压信号的分压电路、光耦隔离放大器和调理电路，分压电路的输入端为电压采集电路的输入端，光耦隔离放大器的输入端接分压电路的输出端，光耦隔离放大器的输出端接调理电路的输入端，调理电路的输出端为电压采集电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的电压采集电路，其特征在于，分压电路采用数十个低压贴片电阻串联，分压电路的第一端接高压变频器输出电压的采样端，第二端接高压变频器三相电压输出的中性点；分压电路输出端输出的电压幅值不超过200mV。
3.根据权利要求2所述的电压采集电路，其特征在于，光耦隔离放大器第一输入引脚通过第一滤波电阻接分压电路的输出端，第二输入引脚接所述的中性点；第一滤波电容的一端接光耦隔离放大器的第一输入引脚，另一端接所述的中性点。
4.根据权利要求1所述的电压采集电路，其特征在于，光耦隔离放大器输入端的电源引脚接第一直流电源，并通过第八电容接地，光耦隔离放大器输入端的接地引脚接地；光耦隔离放大器输出端的电源引脚接第二直流电源，并通过第七电容接地，光耦隔离放大器输出端的接地引脚接地。
5.根据权利要求1所述的电压采集电路，其特征在于，调理电路包括同相比例运算放大电路和低通滤波电路，同相比例运算放大电路的输入端接光耦隔离放大器的输出端，低通滤波电路的输入端接同相比例运算放大电路的输出端，低通滤波电路的输出端为调理电路的输出端。
6.根据权利要求5所述的电压采集电路，其特征在于，同相比例运算放大电路包括运算放大器、第六电阻、第八电阻和第三电容，运算放大器的同相输入端接光耦隔离放大器的第一输出端，并通过第六电阻接偏置电压；运算放大器的反相输入端接光耦隔离放大器的第二输出端，第八电阻接在运算放大器的反相输入端与输出端之间，第三电容与第八电阻并接。
7.根据权利要求6所述的电压采集电路，其特征在于，运算放大器的同相输入端通过第四电阻接光耦隔离放大器的第一输出端，运算放大器的反相输入端通过第二电阻接光耦隔离放大器的第二输出端；运算放大器的正负电源输入引脚分别通过滤波电容接地；第二电容与第六电阻并接。
8.根据权利要求5所述的电压采集电路，其特征在于，低通滤波电路包括第十电阻和第六电容，第十电阻串接在运算放大器的输出端与调理电路的输出端之间，调理电路的输出端通过第六电容接地。
9.根据权利要求4、7或8所述的电压采集电路，其特征在于，所述的接地是接控制回路的零电位参考点。
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