线性变化的隔离式直流电压采集电路制造技术

一种线性变化的隔离式直流电压采集电路，包括分压电路、电压跟随电路、减法电路、线性隔离电路；分压电路的输入端接电压-100V～100V，分压电路的输出端连接电压跟随电路的输入端，电压跟随电路输出端连接减法电路的输入端，减法电路的输出端连接线性隔离电路的输入端，线性隔离电路输出采集电压，本实用新型专利技术结构简单，并且解决了普通线性隔离电路只能采集同相电压，无法采集正向变化的直流电压的技术问题，工作稳定、线性好、精度高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种线性变化的隔离式直流电压采集电路，包括分压电路、电压跟随电路、减法电路、线性隔离电路；分压电路的输入端接电压-100V～100V，分压电路的输出端连接电压跟随电路的输入端，电压跟随电路输出端连接减法电路的输入端，减法电路的输出端连接线性隔离电路的输入端，线性隔离电路输出采集电压，本技术结构简单，并且解决了普通线性隔离电路只能采集同相电压，无法采集正向变化的直流电压的技术问题，工作稳定、线性好、精度高。【专利说明】线性变化的隔离式直流电压采集电路
本技术涉及一种电压采集电路，特别是涉及一种隔离式直流电压采集电路。
技术介绍
现有电子电路中，对于大电压、大电流等的采集，通常需要做到采集电路和被采集电路之间电气隔离，这就需要隔离采集电路进行采集，完成采集电路和被采集电路的电源端和参考地端的电气隔离，传统的隔离采样电路是通过模拟隔离耦合芯片实现隔离采样，由于模拟隔离耦合芯片的耦合倍数不是固定值而是为一个区间，而耦合输出也在一个区间内，而不是可以预判的固定值，故采用模拟隔离耦合芯片的电路一致性较差。在实际的生产中，采用模拟耦合芯片的同样电路结构的两个产品，电压采集的结果却不相同，每一个产品在生产过程中多要进行电路参数的再校准，以保证各个产品性能和参数的一致性，这就大大的降低了产品的生产效率也降低了产品的性能，由于一致性差进而导致产品的电压采集精度不高，且模拟隔离采集芯片的造价较高，也进一步体现了其在大批量生产过程中的弊端，故传统隔离采集电路需要进行改进设计。 现有的直流电压采集电路一般采用分压采集和普通光电隔离电路，现有的直流电压采集电路在采集正反向电压时，一般使用普通光电隔离电路，但是普通光电隔离电路满足不了线性关系，而引入线性隔离电路后只能采集同相电压，无法采集到正反向变化的直流电压。
技术实现思路
本技术的目的是提供线性变化的隔离式直流电压采集电路，用于解决上述技术问题。 本技术线性变化的隔离式直流电压采集电路，包括分压电路、电压跟随电路、减法电路、线性隔离电路；分压电路的输入端接电压-100V?100V，分压电路的输出端连接电压跟随电路的输入端，电压跟随电路输出端连接减法电路的输入端，减法电路的输出端连接线性隔离电路的输入端，线性隔离电路输出采集电压。 所述第一电源电源与地之间依次串联第一电阻、第二电阻，第一电容与第二电阻并联，第一电阻、第二电阻之间引出连线经第三电阻接入第一运算放大器的正向输入端； 第一运算放大器的正向输入端经第二电容后接地，第一运算放大器的反向输入端接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的正电源端口接电源+12V、负电源端口接电源-12V ； 第一运算放大器U1的输出端经第六电阻接第二运算放大器的反向输入端，第二运算放大器的反向输入端经第四电阻接第二运算放大器的输出端，第五电阻与第四电阻并联，第二电源经第六电阻接第二运算放大2的第二端口，第二运算放大器的正向输入端经第八电阻接地，第九电阻与第八电阻并联，第二运算放大器的正电源端口接电源+12V、负电源端口接电源-12V ； 第二运算放大器的输出端经第十电阻后接第三运算放大器的反向输入端，第三运算放大器的正向输入端接地，第三运算放大器的正电源端口接电源+12V、负电源端口接地，第三运算放大器的反向输入端、输出端之间串联第三电容，第三运算放大器的输出端经第十一电阻接线性光耦的引脚1; 第一二极管的正极接线性光耦的引脚4，第一二极管的负极接线性光耦的引脚3，第一二极管的负极连接第三运算放大器的反向输入端；第二二极管的正极接线性光耦的引脚3，第二二极管的负极接线性光耦的引脚4 ;发光二极管的负极接线性光耦的引脚2，线性光耦的引脚4、引脚5接地；线性光耦的引脚6接第四运算放大器的反向输入端，第四运算放大器的反向输入端、输出端之间串联有第四电容，第十二电阻与第四电容并联，第四运算放大器的正向输入端、第五端口接地，第四运算放大器的第三端口接+5V电源，第四运算放大器的输出端为本技术线性变化的隔离式直流电压采集电路的输出端。 所述分压电路中第一电阻为200M欧姆，第二电阻为5M欧姆，第一电容C1为0.luFo 所述电压跟随电路中的第三电阻为1K欧姆，第二电容为0.luF，第一运算放大器的型号为LM324。 本技术线性变化的隔离式直流电压采集电路结构简单，并且通过减法电路与线性隔离电路的结合不但实现了现有线性隔离电路只能采集同相电压，无法采集到正向变化的直流电压的技术问题，同时电路工作稳定，具备良好的线性关系和较高的精度。 下面结合附图对本技术的线性变化的隔离式直流电压采集电路作进一步说明。 【专利附图】【附图说明】 图1为线性变化的隔离式直流电压采集电路的基本结构示意图； 图2为线性变化的隔离式直流电压采集电路的电路连接示意图。 【具体实施方式】 如图1所示，本技术线性变化的隔离式直流电压采集电路包括分压电路F、电压跟随电路D、减法电路J、线性隔离电路X ;分压电路F的输入端接电压-100V?100V，分压电路F的输出端连接电压跟随电路D的输入端，电压跟随电路D输出端连接减法电路J的输入端，减法电路J的输出端连接线性隔离电路X的输入端，线性隔离电路X输出采集电压。 分压电路F采用串联电路的分压原理，用于实现对输入电压的分压输出，第一电源VI在-100V?100V之间取值，经过分压电路F后转变为-2.5V?2.5V之间的直流电压； 电压跟随电路D用于对前级电路形成高阻态，对后级电路形成低组态，隔离前后级电路。电压跟随电路D输出电压幅度近似输入电压幅度，并对前级电路呈高阻状态，相当于对前级电路开路；对后级电路呈低阻状态，相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路，输出电压又不受后级阻抗影响的电路具备隔离作用，使前、后级电路之间互不影响，起缓冲、隔离、提高带负载能力的作用； 减法电路J用于将有正、反向的输入电压转换成正向电压，便于后续线性隔离电路X的采集； 线性隔离电路X用于实现电压输入输出的线性关系的实现，同时利用线性光耦Η实现输入输出电压的隔离。 如图2所示，本技术中分压电路F包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第一电源电源VI，电压跟随电路D包括第三电阻R3、第一运算放大器U1、第二电容C2，减法电路J包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二运算放大器U2，线性隔离电路X包括地十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管L1、第二二极管L2、发光二极管G、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4、线性光耦Η。 上述各电子元器件的连接关系为: 第一电源电源VI与地之间依次串联第一电阻R1、第二电阻R2,第一电容C1与第二电阻R2并联，第一电阻R1、第二电阻R2之间引出连线经第三电阻R3接入第一运算放大器U1的正向输入端1.2 ; 第一运算放大器U1的正向输入端1.2经第二电容C2后接地，第一运算放大器U1的反向输入端1.1接第一运算放大器U1的输出端1.4，第一运算放大器U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性变化的隔离式直流电压采集电路，其特征在于，包括分压电路(F)、电压跟随电路(D)、减法电路(J)、线性隔离电路(X)；分压电路(F)的输入端接电压电源，分压电路(F)的输出端连接电压跟随电路(D)的输入端，电压跟随电路(D)输出端连接减法电路(J)的输入端，减法电路(J)的输出端连接线性隔离电路(X)的输入端，线性隔离电路(X)输出采集电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付艳玲，肖海清，于红梅，王宏伟，
申请(专利权)人：中国检验检疫科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11