CN2634488Y - 高压检测电路 - Google Patents
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Abstract
一种高压检测电路，其包括：一由运算放大器组成的差动放大电路，其中，该运算放大器同相输入端和反相输入端各自串联有至少一个隔离电阻；该电路在运算放大器两输入端间形成差动输入电压，经运算放大器放大后在输出端形成检测电压，并送到后一级的AD转换口，实现检测网络电压的波动。因此，采用低成本的电阻元件取代高成本的集成芯片以达到同样的隔离作用，大大降低了产品的生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高压检测电路，尤其涉及一种用于交流变频电器的高压检测电路。
背景技术
交流变频调速技术是现代电气传动的主要发展方向之一，它不仅调速性能优越，而且节能效果良好。目前，变频调速技术已广泛应用于低压(380V)电动机，对于像空调等电器产品也已经采用交流变频技术，以达到节能的效果。
交流变频空调的变频技术是利用改变电源频率来调节交流异步电动机的转速，其通过把工频交流电转换为直流电源，并把它送到功率模块，同时模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可调的交变电源，电源频率越高则压缩机输出功率越高，从而控制压缩机的排量，以实现空调的调节制冷量或供热量的要求，避免了传统空调在使用中室内温度波动较大，且因启动电流大，易对电网产生冲击的缺点，在高效、节能、舒适等许多方面更好的满足了人们的需求。
为了保证压缩机输出功率不因电网波动而变化，就要根据高压检测电路的AD值改变PWM值。目前经常采用的电路如图1所示。请参照图1，其主要由一运算放大器U203A和一高性能的光电隔离放大器U202组成。通过如图1所示的电路将交变信号滤除，再将得到的直流分量送往AD转换器，将数字化的电压送往控制电路，控制空调电压的占空比，从而调整动力电的有效值，达到稳定动力电压的目的。
如图1所示，该运算放大器U203A采用双低功耗运算放大器LM358，该光电隔离放大器U202采用高共模抑制比隔离放大器HCPL7820。该光电隔离放大器U202通过一个三端稳压芯片U201将电源VdNP的电压降至+5V后输出给光电隔离放大器U202的第一工作电压端Vdd1，且一+5V的电源也直接提供给该光电隔离放大器U202的第二工作电压端Vdd2，以满足光电隔离放大器U202的工作电压条件，并且接地端GND2直接接地，使其可以正常工作。
分压电阻R201和R202串联，连接在外电压正端Vdc+和外电压负端Vdc-之间。电阻R201和R202的节点与光电隔离放大器U202的输入端Vin+之间连接一分压电阻R203，在光电隔离放大器U202的输入端Vin+形成一输入电压。外电压负端Vdc-在光电隔离放大器U202的输入端Vin-形成另一输入电压。并且，三端稳压芯片U201的另一输出端以及接地端GND1均与外电压负端Vdc-连接。
在光电隔离放大器U202的第一工作电压端Vdd1和输入端Vin-、接地端GND1之间以及输入端Vin+和接地端GND1之间分别各自连接有一电容C202及C201，在该第二工作电源端Vdd2与地之间连接一电容C204，该第二工作电源端Vdd2与接地端GND2也连接一电容C203，这些电容均作滤波用，避免电源电压对电路的干扰。
该运算放大器U203A的电源控制端一端接+5V电源，一端接地；其同相输入端与光电隔离放大器U202的输出端Vout+通过一分压电阻R204相连接，其反相输入端与光电隔离放大器U202的输出端Vout-通过一分压电阻R205相连接。在该运算放大器U203A输出端进行检测电压采样DCVolt1，并在输出端与反相输入端之间连接一由电阻R207与电容C206并联组成的RC滤波器；在该运算放大器同相输入端与地之间也同样连接一由电阻R206与电容C205组成的RC滤波器。该电路中RC滤波器的作用是将附加在有用信号上的交流变化滤除，也即滤波的作用。RC滤波器是采用模拟的方式进行滤波，其原理可以简要的描述为，它对于信号呈现出低通特性，如果信号高于截止频率的话，信号将会被滤除，留下的就是信号的直流分量，而对于此电路来讲，有用的信号就是直流信号，通过滤波将交变信号滤除，再将得到的直流分量送往AD转换器，将数字化的电压送往控制电路，控制空调电压的占空比，从而调整动力电的有效值，达到稳定动力电压的目的。
请参照图1及图2，三端稳压芯片U201将电源VdNP的电压降至+5V后输出给光电隔离放大器U202的第一工作电压端Vdd1，且一+5V的电源也直接提供给该光电隔离放大器U202的第二工作电压端Vdd2，以满足光电隔离放大器U202的工作电压条件，使其正常工作。并通过电容C202的电源滤波作用，克服电源的干扰。经过电阻R201、R202分压后，再通过电阻R203的分压，在光电隔离放大器U202的输入端Vin+输入模拟信号，该信号通过如图2所示的光电隔离放大器U202的内部电路的处理后在接收端形成相应的模拟电压信号从输出端向外输出。该输出电压经电阻R204、R205分压后分别从运算放大器的同相输入端和反相输入端输入，经运算放大器后输出，并且输出的是符合要求的检测电压DCVolt1。它会送到后一级的AD中去，用来控制动力电的脉宽。
上述电路虽然达到了要求，但由于其中的芯片和元件数量较多，尤其是高性能的光电隔离放大器U202的成本极为昂贵，在实际生产中会造成成本的增加，具有一定的缺陷，有待加以改善。
发明内容
针对上述现有高压检测电路的缺陷，本实用新型的主要目的在于提供一种采用较低成本的电阻元件代替现有的光电隔离放大器U202以实现同样目的的高压检测电路，从而降低生产成本。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种高压检测电路，其包括：一由运算放大器组成的差动放大电路，其中该运算放大器同相输入端和反相输入端各自串联有至少一个隔离电阻；该电路在运算放大器两输入端间形成差动输入电压，经运算放大器放大后在输出端形成检测电压。
所述的高压检测电路，其中在该运算放大器输出端与连接在电源控制端上的电源之间连接有一嵌位二极管。
所述的高压检测电路，其中在该运算放大器输出端与反相输入端之间连接有一反馈电阻，以稳定该电路，改善放大器的特性。
所述的高压检测电路，其中该隔离电阻可为四个电阻串联连接而成。
通过本实用新型的电路，大大减少了电路中的电子元件数量，且采用的均为廉价的电子元件，极大地降低了生产成本。
附图简要说明
下面结合附图，通过对本实用新型的较佳实施例的详细描述，将使本实用新型的技术方案和有益效果显而易见。
附图中，
图1是现有的高压检测电路的线路图；
图2是图1中光电隔离放大器U202的功能图；
图3是本实用新型的高压检测电路的线路图。
具体实施方式
请参照图3，其为一种高压检测电路的线路图，其包括一差动放大电路，其中包括一具有同相输入端3、反相输入端2以及输出端1的运算放大器U303。该运算放大器U303可采用型号为LM358的双通道低功耗运算放大器，也可采用其他型号的可实现同样功能的运算放大器，而这也应在本实用新型的保护范围内。该运算放大器U303按通常的方式与电源VCC和系统地线相连接，该运算放大器U303的电源控制端8接电源VCC，电源控制端4接地。
该电路在运算放大器U303的同相输入端3上串接有至少一隔离电阻。而本实用新型的较佳实施例是在运算放大器U303的同相输入端3上形成一回路，是由电阻R312和四个电阻串联组成的分压网络。该回路接在外电压正端Vdc+与系统地线之间。本实用新型较佳的采用了四个相同阻值的电阻R307～R310与电阻R312串联以进行隔离分压，在电阻R312、R310之间的节点与运算放大器U303的同相输入端3相连。电阻R312起保护作用。
该电路还在运算放大器U303的反相输入端2上串联有至少一个隔离电阻。本实用新型较佳的采用了四个与电阻R307～R310相同的电阻R314～R317串联。并在另一端与外电压负端Vdc-相连接。
该电路中电源VCC与运算放大器U303之间连接一二极管D307，该二极管D307的阳极与运算放大器U303输出端1连接，阴极与电源VCC连接，其作用在于嵌位保护；该二极管可采用型号为IN4148的二极管，当然，也可以采用其他型号的可替换的二极管。
该电路在运算放大器U303反相输入端2与输出端1之间还有一回路。反馈电阻R318连接在运算放大器U303反相输入端2与输出端1之间，并且其规格与电阻R312相同。其作用是用来组成一个差分的负反馈放大电路，负反馈放大电路的特点就是稳定，而且可以改善放大器的特性(例如改善带宽等)，但是牺牲了增益。一般来讲，在运放的输出端还可以再接一个跟随器，那样效果会更好，可以用LM358的另一个运放搭一个射随器。
在运算放大器U303输出端1进行检测电压DCVOLT的采样。它会送到后一级的AD中去，用来控制动力电的脉宽。
该电路的工作过程如下所述：外电压通过分压电阻分压后在运算放大器U303同相输入端3输入，与运算放大器U303反相输入端2的参考信号形成差动输入，经过运算放大器后在输出端1输出检测电压DCVOLT，并送到后一级的AD中去，用来控制动力电的脉宽，从而可以根据本检测电路的AD值，改变PWM值。本电路中的反馈电阻R318用来形成一负反馈电路，稳定运算放大器及改善其特性。
通过如图3所示的检测电路，本实用新型采用R307～R310及R314～R317实现对输入和输出的隔离，在如图3中，
Vi＝(Vdc-)-(Vdc+)
Rf＝R318
R1＝R307+R308+R309+R310
Vo＝(-Rf/R1)×Vi
其中，Vi为本实用新型较佳电路的输入电压，Vo为输出电压，Rf为运算放大器放大电路部分的反馈电阻，R1为隔离电阻。
通过本实用新型，采用差动输入和用电阻R307～R310及R314～R317实现对输入和输出的隔离，取代光电隔离放大器U202，大大降低了生产成本。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应属于本实用新型后附的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1、一种高压检测电路，其包括：一由运算放大器组成的差动放大电路，其特征在于，该运算放大器同相输入端和反相输入端各自串联有至少一个隔离电阻；该电路在运算放大器两输入端间形成差动输入电压，经运算放大器放大后在输出端形成检测电压。
2、根据权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，在该运算放大器输出端与弱电源之间连接有一嵌位二极管。
3、根据权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，在该运算放大器输出端与反相输入端之间连接有一反馈电阻，以稳定该电路，改善放大器的特性。
4、根据权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，该隔离电阻可为四个电阻串联连接而成。
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| CN 03240201 CN2634488Y (zh) | 2003-03-06 | 2003-03-06 | 高压检测电路 |
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| CN 03240201 CN2634488Y (zh) | 2003-03-06 | 2003-03-06 | 高压检测电路 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107390117A (zh) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 福特全球技术公司 | 一种用于电动车辆的开关高电压采样电路 |
| CN114325474A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 万帮数字能源股份有限公司 | 漏电检测电路 |
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- 2003-03-06 CN CN 03240201 patent/CN2634488Y/zh not_active Expired - Fee Related
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