CN213544659U

CN213544659U - 一种非隔离直流母线电压检测电路

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Publication number: CN213544659U
Application number: CN202022405737.5U
Authority: CN
Inventors: 张剑
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2030-10-26

Abstract

本实用新型提供了一种非隔离直流母线电压检测电路，包括：分压限流滤波电路、差分运算放大电路、直流偏置运放电路、滤波钳位电路。其特征在于分压限流滤波电路待检测高电压直流母线电压进行分压，将所需要的采样电压经滤波后以送入差分运算放大电路；所述的差分放大电路将输入信号放大输出；所述直流偏置运放电路将输入信号加直流偏置，抬升参考点电压，使输出电压范围在嵌入式芯片采样的范围之内；所述滤波钳位电路，将输入信号滤波钳位后送嵌入式芯片模数采样端口。本实用新型不需要对采样信号进行隔离，输入端接线灵活，允许正反接线，同时结构简单，可靠，成本低，采样精度高，具有较高的实用性。

Description

一种非隔离直流母线电压检测电路

技术领域

本发明涉及直流电压检测领域，特别是涉及一种非隔离直流母线电压检测电路。

背景技术

目前，直流母线电压的测量中，普遍的方案是一是采用电压霍尔传感器方案。电压霍尔传感器方案的优点在于集成度高、外围电路简单，直流母线电压采样端与嵌入式芯片测量端电气隔离，干扰少；其缺点是方案的成本高，电压霍尔传感器方案的体积大。二是采用线性隔离光耦方案，线性隔离光耦方案的优点是成本不高，线性隔离光耦体积不大，直流母线电压采样端与嵌入式芯片测量端电气隔离，干扰少，缺点外围电路较复杂，准确度偏低。本实用新型提出的一种非隔离直流母线电压检测电路，成本低，体积小，准确度和精度高。

发明内容

本实用新型的目的是一种非隔离直流母线电压检测电路，其解决了背景技术直流母线检测方案中的成本高、体积大、精度低等问题。

本实用新型的技术解决方案是一种非隔离直流母线电压检测电路，包括：分压限流滤波电路、差分运算放大电路、直流偏置运放电路、滤波钳位电路。其特征在于分压限流滤波电路待检测高电压直流母线电压进行分压，将所需要的采样电压经滤波后以送入差分运算放大电路；所述的差分放大电路将输入信号放大输出；所述直流偏置运放电路将输入信号加直流偏置，抬升参考点电压，使输出电压范围在嵌入式芯片采样的范围之内；所述滤波钳位电路，将输入信号滤波钳位后送嵌入式芯片模数采样端口。本实用新型不需要对采样信号进行隔离，输入端接线灵活，允许正反接线，同时结构简单，可靠，成本低，采样精度高，具有较高的实用性。

进一步的方案是，一种非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于，包括分压限流滤波电路、差分运算放大电路、直流偏置运放电路、滤波钳位电路。其特征在于分压限流滤波电路待检测高电压直流母线电压进行分压，将所需要的采样电压经滤波后以送入差分运算放大电路；所述的差分放大电路将输入信号放大输出；所述直流偏置运放电路将输入信号加直流偏置，抬升参考点电压，使输出电压范围在嵌入式芯片采样的范围之内；所述滤波钳位电路，将输入信号滤波钳位后送嵌入式芯片模数采样端口。

进一步的方案是，一种非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于所述的分压限流滤波电路包括串联电阻电路、电容滤波电路。所述的串联电阻电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻。串联电阻电路一端与待采样直流母线电压的一端相连，另一端与待采样直流母线电压的另一端相连。串联电阻电路中的第三电阻、第四电阻为采样电阻，第三电阻与第四电阻的连接处接大地。所述的电容滤波电路包括第一电容、第三电容，第一电容与第三电阻并联，第三电容与第四电阻并联，第一电容与第三电容的连接处接大地，第一电容的一端作为滤波电路输出端，第三电容的一端作为滤波电路的另一输出端。

进一步的方案是，一种非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于所述的差分运算放大电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、运算放大器U1A。所述的滤波电路第一电容的输出端经过第七电阻与运算放大器U1A的同向输入端相连。第九电阻一端接信号地，第九电阻另一端接运算放大器U1A的同向输入端。滤波电路第三电容的输出端经过第八电阻与运算放大器U1A的反向输入端相连。第八电阻和第一电容并联后一端与运算放大器U1A的反向输入端相连，另一端与运算放大器U1A的的输出端相连。

进一步的方案是，一种非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于所述的直流偏置运放电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四电容、运算放大器U1B。所述的差分运算放大电路输出端经过第十一电阻与运算放大器U1B的反向输入端相连。第十二电阻一端接V_REF偏置电压，另一端与运算放大器U1B的同相输入端相连。第十三电阻一端接信号地，另一端与运算放大器U1B 的同相输入端相连。第十四电阻与第四电容并联后一端与运算放大器 U1B的反向输入端相连，另一端与运算放大器U1B的同相输入端相连。

进一步的方案是，一种非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于所述的滤波钳位电路包括滤波电路和钳位电路。所述的滤波电路包括第十五电阻、第五电容。所述的直流偏置运放电路输出端经过第十五电阻与第五电容的一端相连，第五电容另一端接信号地，第五电容与第十五电阻的连接端为滤波电路的输出端。所述的钳位电路包括第一二极管、第二二极管。所述的滤波电路输出端与第一二极管的阳极相连，第一二极管的阴极接3.3V电源。第二二极管的阴极与第一二极管的阳极相连，第二二极管的阳极接信号地。第二二极管的阴极与第一二极管的阳极的连接端为钳位电路的输出端，与嵌入式芯片的模数采样端口。

附图说明

图1是本实用新型一种非隔离直流母线电压检测电路图。

图2是本实用新型V_REF基准电压电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，一种非隔离直流母线电压检测电路，包括分压限流滤波电路、差分运算放大电路、直流偏置运放电路、滤波钳位电路。其特征在于分压限流滤波电路待检测高电压直流母线电压进行分压，将所需要的采样电压经滤波后以送入差分运算放大电路；所述的差分放大电路将输入信号放大输出；所述直流偏置运放电路将输入信号加直流偏置，抬升参考点电压，使输出电压范围在嵌入式芯片采样的范围之内；所述滤波钳位电路，将输入信号滤波钳位后送嵌入式芯片模数采样端口。

图1所示电路图中，1为分压限流滤波电路，包括串联电阻电路、电容滤波电路。所述的串联电阻电路包括第一电阻到第六电阻 R1-R6。R1的一端与待采样直流母线电压的一端In1相连，R6一端与待采样直流母线电压的另一端In2相连。串联电阻电路中的第三电阻R3、第四电阻R4为采样电阻，第三电阻R3与第四电阻R4的连接处接大地。所述的电容滤波电路包括第一电容C1、第三电容C3，第一电容C1与第三电阻R3并联，第三电容C3与第四电阻R4并联，第一电容C1与第三电容C3的连接处接大地，第一电容C1的一端作为滤波电路输出端，第三电容C3的一端作为滤波电路的另一输出端。

图1所示电路图中，2为的差分运算放大电路，包括第七电阻到第十电阻R7-R10、运算放大器U1A。所述的滤波电路第一电容C1 的输出端经过第七电阻R7与运算放大器U1A的同向输入端相连。第九电阻R9一端接信号地，第九电阻R9另一端接运算放大器U1A的同向输入端。滤波电路第三电容C3的输出端经过第八电阻R8与运算放大器U1A的反向输入端相连。第八电阻R8和第一电容C1并联后一端与运算放大器U1A的反向输入端相连，另一端与运算放大器 U1A的的输出端相连。15V，-15V为运算放大器电源。

图1所示电路图中，3为直流偏置运放电路包括第十一电阻到第十四电阻R11-R14、第四电容C4、运算放大器U1B。所述的差分运算放大电路输出端经过第十一电阻R11与运算放大器U1B的反向输入端相连。第十二电阻R12一端接3V电源，另一端与运算放大器 U1B的同相输入端相连。第十三电阻R13一端接信号地，另一端与运算放大器U1B的同相输入端相连。第十四电阻R14与第四电容C4 并联后一端与运算放大器U1B的反向输入端相连，另一端与运算放大器U1B的同相输入端相连。V_REF直流偏置电压，由图2电路产生。

图1所示电路图中，4为滤波钳位电路，包括滤波电路和钳位电路。所述的滤波电路包括第十五电阻R15、第五电容C5。所述的直流偏置运放电路输出端经过第十五电阻R15与第五电容C5的一端相连，第五电容C5另一端接信号地，第五电容C5与第十五电阻R15 的连接端为滤波电路的输出端。所述的钳位电路包括第一二极管D1、第二二极管D2。所述的滤波电路输出端与第一二极管D1的阳极相连，第一二极管D1的阴极接3.3V电源。第二二极管D2的阴极与第一二极管的阳极相连，第二二极管D2的阳极接信号地。第二二极管 D2的阴极与第一二极管的阳极的连接端为钳位电路的输出端，与嵌入式芯片的模数采样端口。

如图2所示，V_REF基准电压电路。第十六电阻R16一端接15V 电压，另一端接运算放大器U1C的同相输入端。第十七电阻R17一端接运算放大器U1C的同相输入端，另一端接信号地。第六电容C6 一端接运算放大器U1C的同相输入端，另一端接信号地。运算放大器U1C的同相输入端接运算放大器U1C的反相输入端。基准电压 V_REF由第十六电阻R16和第十七电阻R17分压得出。

V_REF＝15×R17/(R16+R17)。

通过调整第十六电阻R16和第十七电阻R17的值，可以得到电压范围从0到15V的基准电压值。

如图1，2所示，NGND为大地，AGND为电路的信号地。

本实用新型一种非隔离直流母线电压检测电路解决了电压霍尔传感器体积大、成本高等问题，具有成本低，体积小，准确度和精度高。

Claims

1.一种非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于，所述非隔离直流母线电压检测电路包括：

分压限流滤波电路，待检测高电压直流母线电压进行分压，将所需要的采样电压经滤波后以送入差分运算放大电路；

差分放大电路，将输入信号放大输出；

直流偏置运放电路将输入信号加直流偏置，抬升参考点电压，使输出电压范围在嵌入式芯片采样的范围之内；

滤波钳位电路，将输入信号滤波钳位后送嵌入式芯片模数采样端口。

2.根据权利要求1所述的非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于，所述的分压限流滤波电路包括串联电阻电路、电容滤波电路；所述的串联电阻电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻；串联电阻电路一端与待采样直流母线电压的一端相连，另一端与待采样直流母线电压的另一端相连；串联电阻电路中的第三电阻、第四电阻为采样电阻，第三电阻与第四电阻的连接处接大地；所述的电容滤波电路包括第一电容、第三电容，第一电容与第三电阻并联，第三电容与第四电阻并联，第一电容与第三电容的连接处接大地，第一电容的一端作为滤波电路输出端，第三电容的一端作为滤波电路的另一输出端。

3.根据权利要求1所述的非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于，所述的差分运算放大电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、运算放大器U1A；所述的滤波电路第一电容的输出端经过第七电阻与运算放大器U1A的同向输入端相连，第九电阻一端接信号地，第九电阻另一端接运算放大器U1A的同向输入端，滤波电路第三电容的输出端经过第八电阻与运算放大器U1A的反向输入端相连。

4.根据权利要求1所述的非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于，所述的直流偏置运放电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四电容、运算放大器U1B，所述的差分运算放大电路输出端经过第十一电阻与运算放大器U1B的反向输入端相连，第十二电阻一端接3V电源，另一端与运算放大器U1B的同相输入端相连，第十三电阻一端接信号地，另一端与运算放大器U1B的同相输入端相连，第十四电阻与第四电容并联后一端与运算放大器U1B的反向输入端相连。

5.根据权利要求1所述的非隔离直流母线电压检测电路，其特征在于，所述的滤波钳位电路包括滤波电路和钳位电路，所述的滤波电路包括第十五电阻、第五电容，所述的直流偏置运放电路输出端经过第十五电阻与第五电容的一端相连，第五电容另一端接信号地，第五电容与第十五电阻的连接端为滤波电路的输出端；所述的钳位电路包括第一二极管、第二二极管，所述的滤波电路输出端与第一二极管的阳极相连，第一二极管的阴极接3.3V电源，第二二极管的阴极与第一二极管的阳极相连，第二二极管的阳极接信号地，第二二极管的阴极与第一二极管的阳极的连接端为钳位电路的输出端，与嵌入式芯片的模数采样端口。