CN213633598U - 一种多路高精度高隔离母线电压检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多路高精度高隔离的母线电压检测电路，包括依次连接的：分压电路、差分放大电路、数字转换模块和光耦隔离电路；所述分压电路与母线电压连接；所述光耦隔离电路与单片机或FPGA连接；其中，所述光耦隔离电路包括第一光耦和第二光耦，所述第一光耦和所述第二光耦均通过驱动模块与所述数字转换模块连接。本实用新型采用第一光耦和第二光耦均通过驱动电路接入所述数字转换模块，由电信号转换为光信号进行传输，能够实现远距离的母线电压检测；另外采用隔离电源可以实现高压侧到低压侧的信号转换，完成低压侧电压信号的可靠检测。

Description

一种多路高精度高隔离母线电压检测电路

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，具体涉及一种多路高精度高隔离母线电压检测电路。

背景技术

现有的变频器等电压检测的场合，对于电压较低的场合通常采用电阻分压的方式，但是在一些电压等级较高以及需要远距离传输的场合，这种检测方式明显不适用。

综上，现需要设计一种多路高精度高隔离的母线电压检测电路来解决现有技术中母线电压信号的传输问题。

实用新型内容

为解决上述现有技术中问题，本实用新型提供了一种多路高精度高隔离的母线电压检测电路，可以采集和检测远距离设备的母线电压信号。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，包括依次连接的：分压电路、差分放大电路、数字转换模块和光耦隔离电路；

所述分压电路与母线电压连接；所述光耦隔离电路与单片机或FPGA连接；

其中，所述光耦隔离电路包括第一光耦和第二光耦，所述第一光耦和所述第二光耦均通过驱动模块与所述数字转换模块连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述分压电路包括依次串联的若干个电阻；所述差分放大电路包括依次连接的光耦U22和运算放大器U23。

在本实用新型的一些实施例中，所述分压电路的任一电阻的一端通过电阻R68接入光耦U22的2脚，其另一端通过电阻R74接入光耦U22的3脚，所述光耦U22的2脚和3脚之间并联电容C79；所述光耦U22的2脚和3脚为差分信号的输入端。

在本实用新型的一些实施例中，所述光耦U22的7脚通过电阻R69接入所述运算放大器U23的正输入端；所述光耦U22的6脚通过电阻R72接入所述运算放大器U23的负输入端。

在本实用新型的一些实施例中，所述运算放大器U23的正输入端还接入一电阻R67，该电阻R67的另一端接地；所述运算放大器U23的负输入端还接入一电阻R75，该电阻R75的另一端接入所述运算放大器U23的输出端。

在本实用新型的一些实施例中，所述运算放大器U23的输出端连接由一个电阻和一个电容组成的低通滤波器后接入所述数字转换模块。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一光耦的4脚与所述驱动模块的6脚连接用于传输时钟信号，该时钟信号由所述驱动模块的2脚输出到所述数字转换模块的转换使能逻辑输入端。

在本实用新型的一些实施例中，所述数字转换模块的输出端与所述驱动模块的3脚连接用于输出信号，该输出信号由所述驱动模块的5脚传输到所述第二光耦的1脚。

在本实用新型的一些实施例中，所述光耦U22的1脚和8脚均接入隔离电源。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一光耦的1脚和所述第二光耦的3脚均接入滤波电路。

本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本实用新型采用第一光耦和第二光耦均通过驱动电路接入所述数字转换模块，由电信号转换为光信号进行传输，能够实现远距离的母线电压检测；另外采用隔离电源可以实现高压侧到低压侧的信号转换，完成低压侧电压信号的可靠检测。

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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为一种多路高精度高隔离母线电压检测电路的结构示意图。

图2为所述分压电路和所述差分放大电路的连接示意图。

图3为所述滤波电路和所述数字转换模块的连接示意图。

图4为所述高压隔离电路的连接示意图。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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。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。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1所示，一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，包括依次连接的：分压电路、差分放大电路、数字转换模块U3和光耦隔离电路；

所述分压电路与母线电压连接；

其中，所述光耦隔离电路包括第一光耦FT1和第二光耦FR1，所述第一光耦FT1和所述第二光耦FR1均通过驱动模块U14与所述数字转换模块U3连接。

在本实用新型的一些实施例中，参照图2所示，所述分压电路包括依次串联的电阻R1、R7、R13、R14、R17；所述差分放大电路包括依次连接的光耦U22和运算放大器U23。光耦U22的2脚和3脚为差分模拟信号的输入端，该电压信号在高压侧通过电阻R1、R7、R13、R14、R17分压得到，通过电阻R68、R74和C79实现差分信号的输入。具体地是，所述分压电路中的电阻R17的一端通过电阻R68接入光耦U22的2脚，其另一端通过电阻R74接入光耦U22的3脚，所述光耦U22的2脚和3脚之间并联电容C79。差分信号输入到光耦U22的一次侧，该光耦U22采用avago公司的c790；光耦U22的一次侧与二次侧分别采用隔离电源进行驱动，具体地是，所述光耦U22的1脚和8脚均接入隔离电源，电容C77和C78分别与光耦U22的隔离电源连接并接模拟地，起到滤波的作用。光耦U22具有200khz的带宽，隔离耐压大于1000V。光耦U22的二次输出侧具有固定的放大增益，采用差分输出，所述光耦U22的7脚通过电阻R69接入所述运算放大器U23的正输入端；所述光耦U22的6脚通过电阻R72接入所述运算放大器U23的负输入端。所述运算放大器U23的正输入端还接入一电阻R67，该电阻R67的另一端接地；所述运算放大器U23的负输入端还接入一电阻R75，该电阻R75的另一端接入所述运算放大器U23的输出端。令R69=R72，R67=R75，运放的放大倍数为R67/R69。另外，电阻R67并联有电容C76，电阻R75并联有电容C81；电容C75和C80分别与运算放大器U23的供电电源相连并接模拟地，起到滤波的作用。

在本实用新型的一些实施例中，参照图2所示，所述运算放大器U23的6脚为输出端OUT1，参照图3所示，该输出端OUT1连接由一个电阻R70和一个电容C82组成的低通滤波器后接入所述数字转换模块U3，具体是接入数字转换模块U3的49脚和50脚；该数字转换模块U3采用ADS8584S，实现高精度的数字转换。另外参照图3所示，数字转换模块U3的34脚-45脚接入滤波电路，其他脚接入模拟地或电源，此处不再赘述。数字转换模块U3的9脚和10脚连接电阻R30后为输入端IN，数字转换模块U3的24脚连接电阻R78后为输出端OUT2。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一光耦FT1和第二光耦FR1为高速光耦，分别采用avago公司的F-1624Z和F-2624Z；所述驱动模块U14采用SN74LVC2G125DCUR。具体地，参照图4所示，第一光耦FT1的4脚与所述驱动模块的6脚连接用于传输时钟信号，该时钟信号再由所述驱动模块U14的2脚经过输入端IN进入所述数字转换模块U3的9脚和10脚，即转换使能逻辑输入端。第二光耦FR1的1脚通过电阻R106与驱动模块U14的5脚连接，用于接收信号；驱动模块U14的3脚作为接收端口有输出端OUT2与电阻R78连接后再与数字转换模块U3的24脚连接，用于接收数字转换模块U3发出的电信号。

所述第一光耦FT1的2脚、3脚、5脚和6脚和所述第二光耦FR1的2脚、4脚、5脚和6脚均接地；所述第一光耦FT1的1脚和所述第二光耦FR1的3脚接有滤波电路，该滤波电路的具体连接方式参照图4所示，此处不再赘述。

所述驱动模块U14的4脚接地，电容C73与驱动模块U14的供电电源相连并接模拟地，起到滤波的作用。

使用过程中，第一光耦FT1发送的为数字转换模块U3的时钟信号，驱动数字转换模块U3进行模拟量数据传输，第二光耦FR1为数字模拟量信号输出，两个高速光耦可以与单片机或者FPGA接口，实现高电压隔离。

本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本实用新型采用第一光耦和第二光耦均通过驱动电路接入所述数字转换模块，由电信号转换为光信号进行传输，能够实现远距离的母线电压检测；另外采用隔离电源可以实现高压侧到低压侧的信号转换，完成低压侧电压信号的可靠检测。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，包括依次连接的：分压电路、差分放大电路、数字转换模块和光耦隔离电路；

所述分压电路与母线电压连接；所述光耦隔离电路与单片机或FPGA连接；

其中，所述光耦隔离电路包括第一光耦和第二光耦，所述第一光耦和所述第二光耦均通过驱动模块与所述数字转换模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，所述分压电路包括依次串联的若干个电阻；所述差分放大电路包括依次连接的光耦U22和运算放大器U23。

3.根据权利要求2所述的一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，所述分压电路的任一电阻的一端通过电阻R68接入光耦U22的2脚，其另一端通过电阻R74接入光耦U22的3脚，所述光耦U22的2脚和3脚之间并联电容C79；所述光耦U22的2脚和3脚为差分信号的输入端。

4.根据权利要求2所述的一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，所述光耦U22的7脚通过电阻R69接入所述运算放大器U23的正输入端；所述光耦U22的6脚通过电阻R72接入所述运算放大器U23的负输入端。

5.根据权利要求2所述的一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，所述运算放大器U23的正输入端还接入一电阻R67，该电阻R67的另一端接地；所述运算放大器U23的负输入端还接入一电阻R75，该电阻R75的另一端接入所述运算放大器U23的输出端。

6.根据权利要求2所述的一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，所述运算放大器U23的输出端连接由一个电阻和一个电容组成的低通滤波器后接入所述数字转换模块。

7.根据权利要求1所述的一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，所述第一光耦的4脚与所述驱动模块的6脚连接用于传输时钟信号，该时钟信号由所述驱动模块的2脚输出到所述数字转换模块的转换使能逻辑输入端。

8.根据权利要求1所述的一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，所述数字转换模块的输出端与所述驱动模块的3脚连接用于输出信号，该输出信号由所述驱动模块的5脚传输到所述第二光耦的1脚。

9.根据权利要求2所述的一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，所述光耦U22的1脚和8脚均接入隔离电源。

10.根据权利要求1所述的一种多路高精度高隔离母线电压检测电路，其特征在于，所述第一光耦的1脚和所述第二光耦的3脚均接入滤波电路。

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