一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器制造技术

一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器，包括与电压互感器相连的交流放大电路，交流放大电路与信号整流电路相连，信号整流电路与滤波放大电路相连；电源给交流放大电路、信号整流电路、滤波放大电路供电。输入电压由电压互感器采集，变成交流毫安电流，经过交流放大电路变成交流电压，然后交流电压信号经过整流电路，变成含有较大纹波的直流电压，此电压信号经过滤波放大电路变成标准的直流电压；本产品采用三隔离原理，三隔离就是输入、输出、供电实现三方隔离，增强了产品的安全性和抗干扰性。本产品具有原理简单、精度等级高、体积小，安装方便，满足轨道交通领域、可测量三相电压。

A three isolated three phase AC voltage transmitter with 24VDC power supply

【技术实现步骤摘要】
一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器
本技术属于交流电压变送器
，具体涉及一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器。
技术介绍
轨道交通邻域中，机车车辆用的电量变送器/传感器的辅助供电一般是12VDC、±12VDC、±15VDC、24VDC等，并且输出和供电是共地的。随着轨道交通的发展，对输出和供电要求隔离势在必行。目前，国内交流电压变送器及相关产品现状如下，具体包括以下两方面：采用的原理：1)霍尔效应：在霍尔效应检测中，主要以霍尔器件为核心的器件。这种原理属新型器件，但在使用中都并不出色。其优点是可以测量交流、直流、交直流，反应快；其缺点是①精度差，在国内外生产的霍尔器件精度最高也只能为0.5级；②温度漂移大、稳定性差，特别零点漂移。所以市场上出现的电压检测变送器都无法满足精度高、稳定性好等要求。并且霍尔原理的变送器需要双电源供电。2)电磁隔离原理：电磁隔离原理中，以变压器或互感器为核心器件，好的互感器，其线性度可达0.1％。优点是整体的电流变送器的精度可以达到0.2％，隔离耐压高，原理简单，性能稳定。缺点是不能测量超大电压(千伏以上的电压)，响应时间没有霍尔原理的快。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器，本技术是采用电磁隔离技术，原理简单，精度等级高；本技术采取一体式设计，取代传统的多个单相变送器的测量方式，体积小，安装方便，避免在因为空间结构过小而出现使用上的问题，24VDC供电电源是采用9-36VDC宽电源模块，可以满足电源的大范围的波动，还能满足浪涌及电快速瞬变脉冲群的干扰。完全满足轨道交通领域的要求。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器，包括有与电压互感器1相连的交流放大电路2，交流放大电路的输出端与信号整流电路3的输入端相连，信号整流电路3的输出端与滤波放大电路4相连；24VDC电源给所述交流放大电路2、信号整流电路3、滤波放大电路4供电。所述的交流放大电路2为反相放大电路，交流电压经过限流电阻R01进入电压互感器TV1，变成毫安交流电流信号；电容C8并联到互感器的前级上，可以抑制交流电压中的高次谐波；电流信号经过电阻R1、电阻R2和IC1D进行放大，变成交流电压信号，交流电压信号经过IC1D的14脚连接到电容C2上，再进入信号整流电路。所述的信号整流电路3是由双运放组成的高精度整流电路；交流电压信号经过电容C2分别连接电阻R3、电阻R5后再连接到IC1C的9脚和10脚上，电阻R3一端连接到电容C2的负极上，另一端连接到地上，电阻R4并联到IC1C的8脚和9脚上；二极管D1并联到IC1B的6脚和7脚上，IC1B的6脚连接到IC1C的10脚上，IC1B的5脚接地；交流电压经过整流电路变成直流电压信号，经过电阻R7进入滤波放大电路。所述的滤波放大电路(4)是带滤波的同相放大电路；直流电压信号经过电阻R7和电阻R8连接到IC1A的3脚上，电阻R10并联到IC1A的1脚和2脚上，电阻R9连接到IC1A的2脚上后，另一端接地，电容C3和电容C4都是滤波电容；电容C3连接到IC1A的3脚后另一端接地，电容C4并联到电阻R8和IC1A的1上；直流电压信号从IC1A的1脚输出。。本技术的有益效果是：与现有的国内交流电压产品相比，本技术的主要优点体现在以下几点：一、可靠性高作为电子产品的可靠性是置关重要的，它直接影响客户的系统，特别在电力系统作检测器件，任何一个误动作都会给国家或社会造成极大的损失。我们从可靠性角度考虑，互感器是最可靠，而且价格便宜。如果能把精度很高、体积做小，再加上后续电路处理，即可满足高精度，也可与计算机A/D匹配，在此我们在互感器上很下功夫，首先互感器磁性材料是关键，我们通过查阅资料对各种磁性材料作深入的研究，选定了新型磁性材料—微晶材料，作为互感器的核心，做成了微型互感器，其体积只有传统的互感器体积的1/10。经过互感器试验，其线性度可达0.1％，但这并不能满足我们要求。我们派研制小组专门前去与各届磁性材料专家及生产厂家进行交流、讨论，对磁性材料作了一次改进。选用玻莫合金材料，试验发现玻莫合金材料小电流的线性优于微晶。在电路设计上要求有高可靠性，第一在选器件时要选可靠性高的器件，主要集成电路选用进口集成电路，使用温度选工业级。全部电阻选精度0.5％，±25×10-6值的高可靠金属膜电阻，主要电容采用钽电容，性能更稳定。在器件使用采用降额或降级设计，降低元器件的使用温度和元器件的电负荷。电阻实际使用负荷为其负荷功率的1/5～1/10，电容选耐压50V以上，使实际使用电压4倍以上，对所有器件入库前进行高温、低温，满功率老化筛选，使元器件的特性稳定，从而大大的提高了产品的可靠性。第二，在电路设计上要简单，减少了可靠因数，在本电路设计中，由互感器采集到的信号，用一级运算放大变换，再经过整流，后用一级滤波器即可完成。总共用一个四运放电路设计非常简单，从而提高产品的可靠性。二、精度高影响产品精度的主要有两个方面。第一，互感器的采集精度。对于互感器的精度，前边已经介绍过也作了大量试验工作，从而保证互感器的精度。其次是电路的处理，在电路设计上整流部分开始设计采用单运放整流方式。单运放整流在设计上简单也应用较广泛，但低端特别mV信号整流精度不够，最后，采用双运放精密整流，从而大大的提高了整流精度，使整体精度达0.1级。三、安装方便在产品的外观及产品安装方面，交流电压变送器，符合国际上专用传感器的模块化的发展方向。其安装方式符合DIN46277，可安装于35mm铝轨上或螺钉安装，大大的方便了使用时的安装。采用德国进口弹簧端子，具有防震、防脱功能，主要是针对轨道交通领域。四、安全性能高在产品的安全性能非常高，输入与输出耐压大于2500V，输出与供电耐压大于1500V，电路与壳体耐压大于3000V，输入过载2倍连续，瞬时20倍额定值。为了提高产品的性能，我公司采用新的喷漆工艺，加强防尘、防潮、防盐雾。并加强了老化的工艺，增加了高低温老化。产品的外壳采用ABS阻燃材料，大大提高了安全性能。五、创新性本产品采用三隔离原理，三隔离就是输入、输出、供电三方隔离，具有很强的抗干扰性。在本产品的研制与试验的过程中，历时三个月经过四次技术更新。第一次更新是把互感器磁环材料改进，线性度由0.2％提高到0.1％，大大改变了产品的精度。第二次更新是把整流电路由原来的单运放整流，更为双运放整流，使整流精度得到提高，特别小信号情况下也可保证精度要求，使总体精度内0.2％提升到0.1％。第三次更新是把传统的双电源供电，改为单电源供电，把输出和供电隔离，增加安全性，减少接线的数量，使接线更方便简单。第四次更新是把交流放大电路、信号整流电路、滤波放大电路进行微型化，并且进行包封。是产品的体积更小，原理简单，性能更稳定。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器，其特征在于，包括有与电压互感器(1)相连的交流放大电路(2)，交流放大电路的输出端与信号整流电路(3)的输入端相连，信号整流电路(3)的输出端与滤波放大电路(4)相连；24VDC电源(5)给所述交流放大电路(2)、信号整流电路(3)、滤波放大电路(4)供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器，其特征在于，包括有与电压互感器(1)相连的交流放大电路(2)，交流放大电路的输出端与信号整流电路(3)的输入端相连，信号整流电路(3)的输出端与滤波放大电路(4)相连；24VDC电源(5)给所述交流放大电路(2)、信号整流电路(3)、滤波放大电路(4)供电。


2.根据权利要求1所述的一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器，其特征在于，所述的交流放大电路(2)为反相放大电路，交流电压经过限流电阻R01进入电压互感器TV1，变成毫安交流电流信号；电容C8并联到互感器的前级上，可以抑制交流电压中的高次谐波；电流信号经过电阻R1、电阻R2和IC1D进行放大，变成交流电压信号，交流电压信号经过IC1D的14脚连接到电容C2上，再进入信号整流电路。


3.根据权利要求1所述的一种24VDC供电的三隔离三相交流电压变送器，其特征在于，所述的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔永明，朱方战，
申请(专利权)人：西安天立传感技术研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61